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KR20220022644A - Semiconductor device and method for fabricating the same - Google Patents

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KR20220022644A
KR20220022644A KR1020200103832A KR20200103832A KR20220022644A KR 20220022644 A KR20220022644 A KR 20220022644A KR 1020200103832 A KR1020200103832 A KR 1020200103832A KR 20200103832 A KR20200103832 A KR 20200103832A KR 20220022644 A KR20220022644 A KR 20220022644A
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KR
South Korea
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plug
bit line
semiconductor device
layer
spacer
Prior art date
Application number
KR1020200103832A
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Korean (ko)
Inventor
황창연
최동구
안성환
Original Assignee
에스케이하이닉스 주식회사
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Filing date
Publication date
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Abstract

Embodiments of the present invention provide a semiconductor device having a lower plug and a protective spacer capable of reducing process defects and improving the device characteristics, and a method for fabricating the same. The semiconductor device of the present technology comprises: conductive line patterns on a substrate; a lower plug comprising a pillar part positioned between the conductive line patterns and an extension part extending from the pillar part and overlapping one of the conductive line patterns; a capping layer covering a sidewall of the lower plug; and a protective spacer positioned between the lower plug and the capping layer.

Description

반도체장치 및 그 제조 방법{SEMICONDUCTOR DEVICE AND METHOD FOR FABRICATING THE SAME}Semiconductor device and manufacturing method thereof

본 발명은 반도체장치 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 상세하게는 하부플러그와 보호스페이서를 구비한 반도체장치 및 그 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a semiconductor device and a method for manufacturing the same, and more particularly, to a semiconductor device having a lower plug and a protective spacer and a method for manufacturing the same.

반도체장치의 집적도가 증가하면서 스토리지노드콘택플러그의 점유 면적이 감소되고 있다. 그에 따라, 스토리지노드콘택플러그 형성시 공정불량이 발생하므로 필라부와 연장부를 포함하는 하부플러그를 형성하여 공정불량을 방지하는 기술이 제안되었다. As the degree of integration of semiconductor devices increases, the area occupied by the storage node contact plug is decreasing. Accordingly, since a process defect occurs when the storage node contact plug is formed, a technique for preventing process defect by forming a lower plug including a pillar part and an extension part has been proposed.

본 발명의 실시예들은 공정불량을 감소시키고 장치특성을 개선시킬 수 있는 하부플러그 및 보호스페이서를 구비한 반도체장치 및 그 제조 방법을 제공한다.SUMMARY Embodiments of the present invention provide a semiconductor device having a lower plug and a protective spacer capable of reducing process defects and improving device characteristics, and a method of manufacturing the same.

본 발명의 실시예에 따른 반도체장치는 기판 상의 도전성라인패턴들, 도전성라인패턴들 사이에 위치하는 필라부 및 필라부로부터 연장되어 도전성라인패턴들 중 어느 하나와 오버랩되는 연장부를 포함하는 하부플러그, 하부플러그의 측벽을 커버링하는 캡핑층 및 하부플러그와 캡핑층의 사이에 위치하는 보호스페이서를 포함할 수 있다.A semiconductor device according to an embodiment of the present invention includes a lower plug including conductive line patterns on a substrate, a pillar portion positioned between the conductive line patterns, and an extension portion extending from the pillar portion and overlapping any one of the conductive line patterns; It may include a capping layer covering the sidewall of the lower plug, and a protective spacer positioned between the lower plug and the capping layer.

본 기술은, 연장부를 포함하는 하부플러그를 형성함으로써 공정불량이 감소할 수 있다.In the present technology, process defects can be reduced by forming a lower plug including an extension part.

본 기술은, 보호스페이서를 형성함으로써 하부플러그와 이웃하는 활성영역의 접촉불량을 방지할 수 있다.According to the present technology, poor contact between the lower plug and the adjacent active region can be prevented by forming the protective spacer.

본 기술은, 비트라인구조물의 상부면보다 높은 레벨에 오믹콘택층을 형성함으로써 콘택저항을 개선할 수 있다.According to the present technology, the contact resistance can be improved by forming the ohmic contact layer at a level higher than the upper surface of the bit line structure.

본 기술은, 상부플러그를 넓게 형성함으로써 콘택과 메모리요소의 접촉불량을 개선할 수 있다.According to the present technology, the contact defect between the contact and the memory element can be improved by making the upper plug wider.

도 1은 일 실시예에 따른 반도체장치를 도시한 탑뷰(Top-View)이다.
도 2a는 일 실시예에 따른 반도체장치를 도시한 단면도이다.
도 2b는 도 2a에 따른 반도체장치의 사시도이다.
도 2c는 도 1에 따른 반도체장치의 단면도이다.
도 3a 내지 도 3o는 일 실시예에 따른 반도체장치 제조방법의 예시 중 하나이다.
도 4a 내지 4g는 일 실시예에 따른 반도체장치를 도시한 단면도이다.
도 5는 일 실시예에 따른 반도체장치를 도시한 탑뷰(Top-View)이다.
도 6은 일 실시예에 따른 반도체장치를 도시한 단면도이다.
도 7a 내지 도 7s는 일 실시예에 따른 반도체장치 제조방법의 예시 중 하나이다.
1 is a top view illustrating a semiconductor device according to an exemplary embodiment.
2A is a cross-sectional view illustrating a semiconductor device according to an exemplary embodiment.
2B is a perspective view of the semiconductor device of FIG. 2A.
FIG. 2C is a cross-sectional view of the semiconductor device of FIG. 1 .
3A to 3O are one example of a method of manufacturing a semiconductor device according to an embodiment.
4A to 4G are cross-sectional views illustrating a semiconductor device according to an exemplary embodiment.
5 is a top view illustrating a semiconductor device according to an exemplary embodiment.
6 is a cross-sectional view illustrating a semiconductor device according to an exemplary embodiment.
7A to 7S are one example of a method of manufacturing a semiconductor device according to an embodiment.

본 명세서에서 기재하는 실시예들은 본 발명의 이상적인 개략도인 단면도, 평면도 및 블록도를 참고하여 설명될 것이므로, 제조 기술 및/또는 허용 오차 등에 의해 예시도의 형태가 변형될 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예들은 도시된 특정 형태로 제한되는 것이 아니라 제조 공정에 따라 생성되는 형태의 변화도 포함한다. 즉, 도면에서 예시된 영역들은 개략적인 속성을 가지며, 도면에서 예시된 영역들의 모양은 소자의 영역의 특정 형태를 예시하기 위한 것이고, 발명의 범주를 제한하기 위한 것은 아니다. 도면의 두께와 간격은 설명의 편의를 위하여 표현된 것이며, 실제 물리적 두께에 비해 과장되어 도시될 수 있다. 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명의 요지와 무관한 공지의 구성은 생략될 수 있다. 각 도면의 구성요소들에 참조 번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다.Since the embodiments described in this specification will be described with reference to a cross-sectional view, a plan view, and a block diagram, which are ideal schematic views of the present invention, the form of the illustrative view may be modified due to manufacturing technology and/or tolerance. Accordingly, embodiments of the present invention are not limited to the specific form shown, but also include a change in form generated according to a manufacturing process. That is, the regions illustrated in the drawings have schematic properties, and the shapes of the regions illustrated in the drawings are intended to illustrate a specific shape of the region of the device, and not to limit the scope of the invention. The thickness and spacing in the drawings are expressed for convenience of description, and may be exaggerated compared to the actual physical thickness. In the description of the present invention, well-known components irrelevant to the gist of the present invention may be omitted. In adding reference numbers to the components of each drawing, it should be noted that only the same components are given the same number as possible even though they are indicated on different drawings.

이하, 도면들을 참조하여, 본 발명의 실시예들에 대해 상세히 설명하기로 한다. 설명의 간소화를 위하여 디램(DRAM)을 기준으로 설명하였으나, 본 발명의 개념은 이에 한정되지 않으며, 다른 메모리 또는 반도체장치들에 적용될 수 있다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Although the description has been made with reference to DRAM for simplicity of description, the inventive concept is not limited thereto, and may be applied to other memories or semiconductor devices.

도 1은 일 실시예에 따른 반도체장치(100)의 탑뷰(Top-View)를 도시한 도면이다. 1 is a diagram illustrating a top view of a semiconductor device 100 according to an exemplary embodiment.

도 1에 도시된 바와 같이, 반도체 장치(100)는 복수의 메모리셀을 포함할 수 있다. 각각의 메모리셀은 활성영역(14), 소자분리층(도시생략), 매립게이트구조물(BG), 비트라인구조물(BL) 및 메모리요소(31)를 포함할 수 있다. 매립게이트구조물(BG)은 제1방향(X)으로 연장될 수 있고, 비트라인구조물(BL)은 제2방향(Y)으로 연장될 수 있다. 제1방향(X)과 제2방향(Y)은 서로 교차할 수 있다. 각각의 비트라인구조물(BL)은 비트라인(18) 및 비트라인스페이서(22)를 포함할 수 있다. 1 , the semiconductor device 100 may include a plurality of memory cells. Each memory cell may include an active region 14 , an isolation layer (not shown), a buried gate structure BG, a bit line structure BL, and a memory element 31 . The buried gate structure BG may extend in the first direction X, and the bit line structure BL may extend in the second direction Y. The first direction (X) and the second direction (Y) may cross each other. Each bit line structure BL may include a bit line 18 and a bit line spacer 22 .

각각의 메모리셀은 하부플러그(도시생략), 상부플러그(29), 보호스페이서(26) 및 캡핑층(27)을 포함할 수 있다. 상부플러그(29)는 비트라인구조물(BL)에 오버랩될 수 있다. 보호스페이서(26)는 상부플러그(29)를 에워싸는 형상(Surrounding-Shape)일 수 있다. 보호스페이서(26)는 상부플러그(29)의 측벽을 둘러싼 형상일 수 있다. 보호스페이서(26)는 상부플러그(29)의 일측면에 접촉될 수 있다. 보호스페이서(26)는 상부플러그(29)를 커버링 할 수 있다. 캡핑층(27)은 상부플러그(29)를 커버링할 수 있다. 보호스페이서(26) 및 캡핑층(27)은 상부플러그(29)와 오버랩되지 않을 수 있다. 상부플러그(29)의 탑뷰는 사각형, 원형, 타원형 등 다양한 모양을 포함할 수 있다.Each memory cell may include a lower plug (not shown), an upper plug 29 , a protective spacer 26 , and a capping layer 27 . The upper plug 29 may overlap the bit line structure BL. The protective spacer 26 may have a shape (Surrounding-Shape) surrounding the upper plug 29 . The protective spacer 26 may have a shape surrounding the sidewall of the upper plug 29 . The protective spacer 26 may be in contact with one side of the upper plug 29 . The protective spacer 26 may cover the upper plug 29 . The capping layer 27 may cover the upper plug 29 . The protective spacer 26 and the capping layer 27 may not overlap the upper plug 29 . The top view of the upper plug 29 may include various shapes, such as a square, a circle, an oval.

도 2a 내지 2c는 일 실시예에 따른 반도체장치(100)를 도시한 도면이다 도 2A는 도 1의 A-A'선에 따른 단면도이다. 도 2B는 도 2A를 설명하기 위한 사시도이다. 도 2C는 도 1의 B-B'선에 따른 단면도이다. 도 2a 내지 2c에서 도 1에서와 동일한 참조부호는 동일한 구성 요소를 의미한다. 이하, 중복되는 구성요소들에 대한 자세한 설명은 생략하기로 한다.2A to 2C are views illustrating a semiconductor device 100 according to an exemplary embodiment. FIG. 2A is a cross-sectional view taken along line AA′ of FIG. 1 . FIG. 2B is a perspective view for explaining FIG. 2A. FIG. 2C is a cross-sectional view taken along line B-B' of FIG. 1 . In FIGS. 2A to 2C , the same reference numerals as in FIG. 1 denote the same components. Hereinafter, detailed descriptions of overlapping components will be omitted.

도 2a에 도시된 바와 같이, 기판(11)에 소자분리층(13)이 형성될 수 있다. 소자분리층(13)은 분리트렌치(12) 내에 위치할 수 있다. 소자분리층(13)에 의해 활성영역(14)이 정의될 수 있다.As shown in FIG. 2A , the device isolation layer 13 may be formed on the substrate 11 . The device isolation layer 13 may be located in the isolation trench 12 . The active region 14 may be defined by the device isolation layer 13 .

기판(11)은 반도체프로세싱에 적합한 물질일 수 있다. 기판(11)은 반도체기판을 포함할 수 있다. 기판(11)은 실리콘을 함유하는 물질로 이루어질 수 있다. 기판(11)은 실리콘, 단결정 실리콘, 폴리실리콘, 비정질 실리콘, 실리콘저마늄, 단결정 실리콘저마늄, 다결정 실리콘저마늄, 탄소 도핑된 실리콘, 그들의 조합 또는 그들의 다층을 포함할 수 있다. 기판(11)은 저마늄과 같은 다른 반도체물질을 포함할 수도 있다. 기판(11)은 Ⅲ-Ⅴ족 반도체기판, 예컨대 GaAs과 같은 화합물반도체기판을 포함할 수도 있다. 기판(11)은 SOI(Silicon On Insulator) 기판을 포함할 수도 있다.The substrate 11 may be a material suitable for semiconductor processing. The substrate 11 may include a semiconductor substrate. The substrate 11 may be made of a material containing silicon. The substrate 11 may include silicon, single crystal silicon, polysilicon, amorphous silicon, silicon germanium, single crystal silicon germanium, polycrystalline silicon germanium, carbon doped silicon, a combination thereof, or a multilayer thereof. The substrate 11 may include other semiconductor materials such as germanium. The substrate 11 may include a III-V semiconductor substrate, for example, a compound semiconductor substrate such as GaAs. The substrate 11 may include a silicon on insulator (SOI) substrate.

소자분리층(13)은 트렌치 식각에 의해 형성된 STI 영역(Shallow Trench Isolation Region)일 수 있다. 소자분리층(13)은 얕은 트렌치, 예들 들어, 분리트렌치(12)에 절연물질을 채워 형성할 수 있다. 소자분리층(13)은 실리콘산화물, 실리콘질화물 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 절연물질로 분리트렌치(12)를 채우는데 화학기상증착(CVD) 또는 다른 증착공정이 사용될 수 있다. CMP(chemical-mechanical polishing)와 같은 평탄화 공정(planarization process)이 부가적으로 사용될 수 있다.The device isolation layer 13 may be a shallow trench isolation region (STI) formed by trench etching. The device isolation layer 13 may be formed by filling an insulating material in a shallow trench, for example, the isolation trench 12 . The device isolation layer 13 may include silicon oxide, silicon nitride, or a combination thereof. Chemical vapor deposition (CVD) or other deposition process may be used to fill isolation trench 12 with an insulating material. A planarization process such as chemical-mechanical polishing (CMP) may additionally be used.

활성영역(14) 내에 소스/드레인영역(SD)이 위치할 수 있다. 소스/드레인영역(SD)을 형성하기 위해 도핑공정(Doping process)이 수행될 수 있다. 도핑공정은 임플란트(Implantation) 또는 플라즈마도핑(Plasma doping, PLAD) 등의 공정을 포함할 수 있다. 소스/드레인영역(SD)은 도전형불순물이 도핑될 수 있이다. 예컨대, 도전형불순물은 인(P), 비소(As), 안티몬(Sb) 또는 붕소(B)를 포함할 수 있다. 소스/드레인영역(SD)의 하부면은 활성영역(14)의 상부 표면(top surface)으로부터 소정의 깊이에 위치할 수 있다. 소스/드레인영역(SD)은 소스영역 및 드레인영역에 대응될 수 있다. 소스/드레인영역(SD)은 동일 깊이를 가질 수 있다. 소스/드레인영역(SD)은 비트라인콘택플러그(16) 또는 스토리지노드콘택플러그(SNC)가 접속될 영역일 수 있다.A source/drain region SD may be positioned in the active region 14 . A doping process may be performed to form the source/drain regions SD. The doping process may include a process such as implantation or plasma doping (PLAD). The source/drain regions SD may be doped with conductive impurities. For example, the conductive impurities may include phosphorus (P), arsenic (As), antimony (Sb), or boron (B). A lower surface of the source/drain region SD may be located at a predetermined depth from a top surface of the active region 14 . The source/drain region SD may correspond to the source region and the drain region. The source/drain regions SD may have the same depth. The source/drain region SD may be a region to which the bit line contact plug 16 or the storage node contact plug SNC is to be connected.

기판(11) 상에 층간절연층(15)이 위치할 수 있다. 층간절연층(15)은 절연물질을 포함할 수 있다. 층간절연층(15)은 실리콘산화물, 실리콘질화물, 저유전물질(Low-k materials) 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 층간절연층(15)은 TEOS를 포함할 수 있다. 층간절연층(15)은 하나 이상의 레이어를 포함할 수 있다. 층간절연층(15)은 서로 다른 물질로 형성된 하나 이상의 레이어를 포함할 수 있다. 본 실시예에서, 층간절연층(15)은 두 개의 레이어를 포함할 수 있다. 본 실시예에서, 층간절연층(15)은 실리콘산화물로 형성된 레이어와 실리콘질화물로 형성된 레이어를 포함할 수 있다.An interlayer insulating layer 15 may be positioned on the substrate 11 . The interlayer insulating layer 15 may include an insulating material. The interlayer insulating layer 15 may include silicon oxide, silicon nitride, low-k materials, or a combination thereof. The interlayer insulating layer 15 may include TEOS. The interlayer insulating layer 15 may include one or more layers. The interlayer insulating layer 15 may include one or more layers formed of different materials. In this embodiment, the interlayer insulating layer 15 may include two layers. In this embodiment, the interlayer insulating layer 15 may include a layer formed of silicon oxide and a layer formed of silicon nitride.

기판(11) 상에 도전성라인패턴이 형성될 수 있다. 도전성라인패턴은 도전층과 하드마스크의 적층구조를 포함할 수 있다. 도전성라인패턴은 비트라인구조물(BL)을 포함할 수 있다. 본 실시예에서, 반도제장치(100)는 기판 내에 형성된 비트라인콘택플러그(16) 및 비트라인콘택플러그(16)상에 형성된 비트라인구조물(BL)을 포함할 수 있다.A conductive line pattern may be formed on the substrate 11 . The conductive line pattern may include a stacked structure of a conductive layer and a hard mask. The conductive line pattern may include a bit line structure BL. In this embodiment, the semi-conductive device 100 may include a bit line contact plug 16 formed in a substrate and a bit line structure BL formed on the bit line contact plug 16 .

기판(11) 내에 비트라인콘택플러그(16)가 위치할 수 있다. 비트라인콘택플러그(16)의 상부면 레벨은 기판(11)의 상부면의 레벨보다 높을 수 있다. 비트라인콘택플러그(16)의 상부면 레벨은 층간절연층(15)의 상부면 레벨과 동일할 수 있다. 비트라인콘택플러그(16)는 반도체물질을 포함할 수 있다. 비트라인콘택플러그(16)는 실리콘함유 물질을 포함할 수 있다. 비트라인콘택플러그(16)는 폴리실리콘을 포함할 수 있다. 폴리실리콘은 불순물이 도핑될 수 있다. 다른 실시예에서, 비트라인콘택플러그(16)는 선택적에피택셜성장(SEG)에 의해 형성될 수도 있다. 예를 들어, 비트라인콘택플러그(16)는 SEG SiP(Silicon Phosphorus)을 포함할 수 있다. 이와 같이, 선택적에피택셜성장에 의해 보이드(Void)없는 비트라인콘택플러그(16)를 형성할 수 있다.A bit line contact plug 16 may be positioned in the substrate 11 . The level of the upper surface of the bit line contact plug 16 may be higher than the level of the upper surface of the substrate 11 . The level of the upper surface of the bit line contact plug 16 may be the same as the level of the upper surface of the interlayer insulating layer 15 . The bit line contact plug 16 may include a semiconductor material. The bit line contact plug 16 may include a silicon-containing material. The bit line contact plug 16 may include polysilicon. Polysilicon may be doped with impurities. In another embodiment, the bit line contact plug 16 may be formed by selective epitaxial growth (SEG). For example, the bit line contact plug 16 may include SEG Silicon Phosphorus (SiP). In this way, the void-free bit line contact plug 16 can be formed by selective epitaxial growth.

비트라인콘택플러그(16) 상에 비트라인구조물(BL)이 위치할 수 있다. 비트라인구조물(BL)은 배리어메탈층(17), 비트라인(18) 및 비트라인하드마스크(19)를 포함할 수 있다. 배리어메탈층(17), 비트라인(18) 및 비트라인하드마스크(19)의 너비는 동일할 수 있다. 비트라인콘택플러그(16)의 너비는 비트라인구조물(BL)의 너비와 동일할 수 있다. 비트라인구조물(BL)은 라인형상으로 연장될 수 있다.A bit line structure BL may be positioned on the bit line contact plug 16 . The bit line structure BL may include a barrier metal layer 17 , a bit line 18 , and a bit line hard mask 19 . The width of the barrier metal layer 17 , the bit line 18 , and the bit line hard mask 19 may be the same. The width of the bit line contact plug 16 may be the same as the width of the bit line structure BL. The bit line structure BL may extend in a line shape.

비트라인콘택플러그(16) 상에 배리어메탈층(17)이 위치할 수 있다. 배리어메탈층(17)은 티타늄질화물(TiN), 탄탈륨질화물(TaN), 텅스텐질화물(WN) 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 본 실시예에서 배리어메탈층(17)은 티타늄질화물(TiN)을 함유하는 물질을 포함할 수 있다. A barrier metal layer 17 may be positioned on the bit line contact plug 16 . The barrier metal layer 17 may include titanium nitride (TiN), tantalum nitride (TaN), tungsten nitride (WN), or a combination thereof. In this embodiment, the barrier metal layer 17 may include a material containing titanium nitride (TiN).

배리어메탈층(17) 상에 비트라인(18)이 위치할 수 있다. 비트라인(18)은 비트라인콘택플러그(16)보다 비저항이 낮은 물질을 포함할 수 있다. 비트라인(18)은 비트라인콘택플러그(16)보다 비저항이 낮은 금속물질을 포함할 수 있다. 비트라인(18)은 금속, 금속질화물, 금속실리사이드 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 비트라인(18)은 텅스텐함유물질을 포함할 수 있다. 비트라인(18)은 텅스텐실리사이드, 텅스텐질화막 및 텅스텐막을 적층하여 형성할 수 있다. 본 실시예에서, 비트라인(18)은 텅스텐(W) 또는 텅스텐화합물을 포함할 수 있다. A bit line 18 may be positioned on the barrier metal layer 17 . The bit line 18 may include a material having a specific resistance lower than that of the bit line contact plug 16 . The bit line 18 may include a metal material having a specific resistance lower than that of the bit line contact plug 16 . The bit line 18 may include a metal, a metal nitride, a metal silicide, or a combination thereof. The bit line 18 may include a tungsten-containing material. The bit line 18 may be formed by stacking tungsten silicide, a tungsten nitride film, and a tungsten film. In this embodiment, the bit line 18 may include tungsten (W) or a tungsten compound.

비트라인(18) 상에 비트라인하드마스크(19)가 위치할 수 있다. 비트라인하드마스크(19)는 절연물질을 포함할 수 있다. 비트라인하드마스크(19)는 비트라인(18)에 대하여 식각선택비를 갖는 물질을 포함할 수 있다. 비트라인하드마스크(19)는 실리콘산화물, 실리콘질화물, 실리콘산질화물 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 본 실시예에서, 비트라인하드마스크(19)는 실리콘질화물로 형성될 수 있다.A bit line hard mask 19 may be positioned on the bit line 18 . The bit line hard mask 19 may include an insulating material. The bit line hard mask 19 may include a material having an etch selectivity with respect to the bit line 18 . The bit line hard mask 19 may include silicon oxide, silicon nitride, silicon oxynitride, or a combination thereof. In this embodiment, the bit line hard mask 19 may be formed of silicon nitride.

비트라인콘택플러그(16)의 양측벽 및 비트라인구조물(BL)의 양측벽에 비트라인스페이서(22)가 위치할 수 있다. 비트라인스페이서(22)는 비트라인콘택플러그(16)의 양측에 독립적으로 형성될 수 있다. 비트라인스페이서(22)는 라인형상으로 연장될 수 있다. 비트라인스페이서(22)의 상부면은 비트라인구조물(BL)의 상부면과 동일레벨일 수 있다. 비트라인스페이서(22)는 절연물질을 포함할 수 있다. 비트라인스페이서(22)는 저유전물질을 포함할 수 있다. 비트라인스페이서(22)는 산화물 또는 질화물을 포함할 수 있다. 비트라인스페이서(22)는 실리콘산화물, 실리콘질화물 또는 금속산화물을 포함할 수 있다. 비트라인스페이서(22)는 SiO2, Si3N4 또는 SiN을 포함할 수 있다. 비트라인스페이서(22)는 다층 스페이서를 포함할 수 있다. 비트라인스페이서(22)는 에어갭(air gap, 도시생략)을 포함할 수 있다. 따라서, 비트라인스페이서(22)의 양측벽에 한 쌍의 라인형 에어갭이 형성될 수 있다. 한 쌍의 라인형 에어갭은 대칭형일 수 있다. 일부 실시예들에서, 다층 스페이서는 제1스페이서, 제2스페이서 및 제3스페이서를 포함할 수 있고, 제1스페이서와 제2스페이서 사이에 제3스페이서가 위치할 수 있다. 다층 스페이서는 질화물스페이서들 사이에 산화물스페이서가 위치하는 NON 구조를 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 다층 스페이서는 제1스페이서, 제2스페이서 및 제1스페이서와 제2스페이서 사이의 에어갭을 포함할 수 있다.The bit line spacers 22 may be positioned on both side walls of the bit line contact plug 16 and on both side walls of the bit line structure BL. The bit line spacer 22 may be independently formed on both sides of the bit line contact plug 16 . The bit line spacer 22 may extend in a line shape. The upper surface of the bit line spacer 22 may be at the same level as the upper surface of the bit line structure BL. The bit line spacer 22 may include an insulating material. The bit line spacer 22 may include a low-k material. The bit line spacer 22 may include oxide or nitride. The bit line spacer 22 may include silicon oxide, silicon nitride, or metal oxide. The bit line spacer 22 may include SiO 2 , Si 3 N 4 , or SiN. The bit line spacer 22 may include a multi-layer spacer. The bit line spacer 22 may include an air gap (not shown). Accordingly, a pair of line-type air gaps may be formed on both sidewalls of the bit line spacer 22 . The pair of line-shaped air gaps may be symmetrical. In some embodiments, the multilayer spacer may include a first spacer, a second spacer, and a third spacer, and a third spacer may be positioned between the first spacer and the second spacer. The multilayer spacer may include a NON structure in which oxide spacers are positioned between nitride spacers. In another embodiment, the multilayer spacer may include a first spacer, a second spacer, and an air gap between the first spacer and the second spacer.

비트라인구조물(BL)들의 사이에, 비트라인구조물(BL)의 상부면을 일부 커버링하는 하부플러그(24)가 위치할 수 있다. 하부플러그(24)는 필라부(24M)와 연장부(24T)를 포함할 수 있다. 필라부(24M)는 비트라인구조물(BL)들의 사이에 위치할 수 있다. 연장부(24T)는 필라부(24M)로부터 연장되어 비트라인구조물(BL)들 중 어느 하나와 오버랩될 수 있다. 연장부(24T)는 비트라인구조물(BL)들 중 어느 하나와 부분적으로 오버랩될 수 있다. 비트라인구조물(BL)은 도전성라인패턴에 포함되는 개념일 수 있다. 하부플러그(24)의 상부면은 비트라인구조물(BL)의 상부면보다 높은 레벨에 위치할 수 있다. 연장부(24T)의 상부면은 비트라인구조물(BL)의 상부면보다 높은 레벨에 위치할 수 있다. 필라부(24M)와 비트라인구조물(BL) 사이에 비트라인스페이서(22)가 위치할 수 있다. 필라부(24M)와 비트라인콘택플러그(16) 사이에 비트라인스페이서(22)가 위치할 수 있다. 필라부(24M)의 바닥면은 기판(11)의 상부면보다 낮은 레벨에 위치할 수 있다. 필라부(24M)의 바닥면은 소스/드레인영역(SD)에 접속될 수 있다. 필라부(24M)의 하부는 측면방향으로 확장되어 벌브 형상(Bulb type)을 가질 수 있다. 필라부(24M)의 탑뷰(Top-View)는 사각형, 원형 또는 타원형을 포함할 수 있다. A lower plug 24 partially covering an upper surface of the bit line structure BL may be positioned between the bit line structures BL. The lower plug 24 may include a pillar part 24M and an extension part 24T. The pillar part 24M may be positioned between the bit line structures BL. The extension part 24T may extend from the pillar part 24M to overlap any one of the bit line structures BL. The extension 24T may partially overlap any one of the bit line structures BL. The bit line structure BL may be a concept included in the conductive line pattern. The upper surface of the lower plug 24 may be positioned at a higher level than the upper surface of the bit line structure BL. The upper surface of the extension part 24T may be positioned at a higher level than the upper surface of the bit line structure BL. The bit line spacer 22 may be positioned between the pillar part 24M and the bit line structure BL. The bit line spacer 22 may be positioned between the pillar part 24M and the bit line contact plug 16 . The bottom surface of the pillar part 24M may be located at a level lower than the top surface of the substrate 11 . A bottom surface of the pillar part 24M may be connected to the source/drain region SD. A lower portion of the pillar part 24M may be extended in a lateral direction to have a bulb type. A top-view of the pillar part 24M may include a quadrangle, a circle, or an oval.

필라부(24M)와 연장부(24T)는 동일한물질을 포함할 수 있다. 필라부(24M)와 연장부(24T)는 실리콘함유 물질을 포함할 수 있다. 필라부(24M)와 연장부(24T)는 불순물로 도핑될 수 있다. 예컨대, 임플란트(Implantation) 등의 도핑공정(Doping process)에 의해 불순물이 도핑될 수 있다. 본 실시예에서, 필라부(24M)와 연장부(24T)는 폴리실리콘을 포함할 수 있다. The pillar part 24M and the extension part 24T may include the same material. The pillar part 24M and the extension part 24T may include a silicon-containing material. The pillar portion 24M and the extension portion 24T may be doped with impurities. For example, impurities may be doped by a doping process such as implantation. In this embodiment, the pillar part 24M and the extension part 24T may include polysilicon.

하부플러그(24) 상에 오믹콘택층(28)이 위치할 수 있다. 오믹콘택층(28)을 형성하기 위해 실리사이드화금속층(Silicidable metal layer)의 증착 및 어닐링(annealing)이 수행될 수 있다. 오믹콘택층(28)은 금속실리사이드를 포함할 수 있다. 오믹콘택층(28)은 코발트실리사이드(CoSix)를 포함할 수 있다. 본 실시예에서, 오믹콘택층(28)은 'CoSi2상'의 코발트실리사이드를 포함할 수 있다. 따라서, 콘택저항을 개선시킴과 동시에 저저항의 코발트실리사이드를 형성할 수 있다.An ohmic contact layer 28 may be positioned on the lower plug 24 . Deposition and annealing of a silicidable metal layer may be performed to form the ohmic contact layer 28 . The ohmic contact layer 28 may include metal silicide. The ohmic contact layer 28 may include cobalt silicide (CoSi x ). In the present embodiment, the ohmic contact layer 28 may include cobalt silicide in the 'CoSi 2 phase'. Accordingly, it is possible to form cobalt silicide of low resistance while improving the contact resistance.

오믹콘택층(28) 상에 상부플러그(29)가 위치할 수 있다. 상부플러그(29)의 두께는 하부플러그(24)의 두께보다 작을 수 있다. 상부플러그(29)의 두께는 하부플러그의 연장부(24T)의 두께보다 작을 수 있다. 상부플러그(29)는 하부플러그(24)와 다른 물질을 포함할 수 있다. 상부플러그(29)는 금속함유물질을 포함할 수 있다. 상부플러그(29)는 도전성 물질을 포함할 수 있다. 상부플러그(29)는 금속함유물질을 포함할 수 있다. 상부플러그(29)는 금(Au), 은(Ag), 구리(Cu), 알루미늄(Al), 니켈(Ni), 텅스텐(W), 티타늄(Ti), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 주석(Sn), 납(Pb), 아연(Zn), 인듐(In), 카드뮴(Cd), 크롬(Cr) 및 몰리브덴(Mo) 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있다. 본 실시예에서, 상부플러그(29)는 텅스텐(W) 함유물질을 포함할 수 있다. 상부플러그(29)는 텅스텐(W)을 포함할 수 있다. 상부플러그(29)는 화학기상증착(CVD), 물리기상증착(PVD) 또는 원자층증착(ALD) 방법에 의해 형성될 수 있다. 상부플러그(29)는 증착효과를 증가시키기 위해 플라즈마를 사용할 수도 있다. 즉, 상부플러그(29)는 PECVD(Plasma Enhanced CVD), PEALD(Plasma Enhanced ALD) 등의 방법에 의해 형성될 수 있다. 본 실시예에서 상부플러그(29)는 화학기상증착(CVD)에 의해 형성될 수 있다.An upper plug 29 may be positioned on the ohmic contact layer 28 . The thickness of the upper plug 29 may be smaller than the thickness of the lower plug 24 . The thickness of the upper plug 29 may be smaller than the thickness of the extension 24T of the lower plug. The upper plug 29 may include a material different from that of the lower plug 24 . The upper plug 29 may include a metal-containing material. The upper plug 29 may include a conductive material. The upper plug 29 may include a metal-containing material. The upper plug 29 is gold (Au), silver (Ag), copper (Cu), aluminum (Al), nickel (Ni), tungsten (W), titanium (Ti), platinum (Pt), palladium (Pd) , tin (Sn), lead (Pb), zinc (Zn), indium (In), cadmium (Cd), chromium (Cr), and may include any one or more of molybdenum (Mo). In this embodiment, the upper plug 29 may include a tungsten (W)-containing material. The upper plug 29 may include tungsten (W). The upper plug 29 may be formed by a chemical vapor deposition (CVD), physical vapor deposition (PVD), or atomic layer deposition (ALD) method. The upper plug 29 may use plasma to increase the deposition effect. That is, the upper plug 29 may be formed by a method such as plasma enhanced CVD (PECVD) or plasma enhanced ALD (PEALD). In this embodiment, the upper plug 29 may be formed by chemical vapor deposition (CVD).

하부플러그(24)들의 사이에 캡핑홀(25)이 위치할 수 있다. 캡핑홀(25)의 바닥면은 하부플러그(24), 비트라인스페이서(22) 및 비트라인하드마스크(19) 상에 위치할 수 있다. 캡핑홀(25)의 바닥면은 비트라인하드마스크(19)의 바닥면보다 높은 레벨에 위치할 수 있다. 캡핑홀(25)의 바닥면은 비트라인하드마스크(19)의 상부면보다 낮은 레벨에 위치할 수 있다.A capping hole 25 may be positioned between the lower plugs 24 . The bottom surface of the capping hole 25 may be positioned on the lower plug 24 , the bit line spacer 22 , and the bit line hard mask 19 . The bottom surface of the capping hole 25 may be located at a higher level than the bottom surface of the bit line hard mask 19 . The bottom surface of the capping hole 25 may be located at a level lower than the top surface of the bit line hard mask 19 .

하부플러그(24)들의 사이에 캡핑층(27)이 위치할 수 있다. 캡핑층(27)은 하부플러그(24)의 측벽을 커버링할 수 있다. 캡핑층(27)은 상부플러그(29)의 측벽을 커버링할 수 있다. 캡핑층(27)은 캡핑홀(25)을 채울 수 있다. 캡핑층(27)의 상부면은 상부플러그(29)의 상부면과 동일레벨일 수 있다. 캡핑층(27)의 상부면은 하부플러그(24)의 상부면보다 높은레벨일 수 있다. 캡핑층(27)은 상부플러그(29)와 오버랩되지 않을 수 있다. 캡핑층(27)은 하부플러그(24)의 필라부(24M)와 부분적으로 오버랩될 수 있다. 캡핑층(27)의 상부면은 연장부(24T)의 상부면보다 높은레벨에 있을 수 있다. 캡핑층(27)의 일부는 기판(11)에 접촉될 수 있다. 캡핑층(27)은 절연물질을 포함할 수 있다. 캡핑층(27)은 질소함유물질을 포함할 수 있다. 캡핑층(27)은 실리콘산화물, 실리콘질화물, 실리콘산질화물 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 본 실시예에서, 캡핑층(27)은 실리콘질화물로 형성될 수 있다. 캡핑층(27)은 화학기상증착(CVD) 또는 원자층증착(ALD) 방법에 의해 형성될 수 있다. 캡핑층(27)은 디클로로 실란(SiH2Cl2) 및 암모니아(NH3)를 반응 가스로 사용하는 원자층 증착(ALD) 또는 저압 화학 기상 증착(LPCVD) 공정에 의해 선택적으로 성장될 수 있다.A capping layer 27 may be positioned between the lower plugs 24 . The capping layer 27 may cover a sidewall of the lower plug 24 . The capping layer 27 may cover a sidewall of the upper plug 29 . The capping layer 27 may fill the capping hole 25 . The upper surface of the capping layer 27 may be at the same level as the upper surface of the upper plug 29 . The upper surface of the capping layer 27 may be at a higher level than the upper surface of the lower plug 24 . The capping layer 27 may not overlap the upper plug 29 . The capping layer 27 may partially overlap the pillar part 24M of the lower plug 24 . The upper surface of the capping layer 27 may be at a higher level than the upper surface of the extension 24T. A portion of the capping layer 27 may be in contact with the substrate 11 . The capping layer 27 may include an insulating material. The capping layer 27 may include a nitrogen-containing material. The capping layer 27 may include silicon oxide, silicon nitride, silicon oxynitride, or a combination thereof. In this embodiment, the capping layer 27 may be formed of silicon nitride. The capping layer 27 may be formed by a chemical vapor deposition (CVD) or atomic layer deposition (ALD) method. The capping layer 27 may be selectively grown by an atomic layer deposition (ALD) or low pressure chemical vapor deposition (LPCVD) process using dichlorosilane (SiH 2 Cl 2 ) and ammonia (NH 3 ) as reactive gases.

캡핑층(27)과 하부플러그(24)의 사이에 보호스페이서(26)가 위치할 수 있다. 보호스페이서(26)는 하부플러그(24)를 에워싸는 형상(Surronding-Shape)을 포함할 수 있다. 보호스페이서(26)는 연장부(24T)의 측벽을 풀리-커버링(Fully-Covering)할 수 있다. 보호스페이서(26)는 필라부(24M)의 측벽을 부분적으로 커버링할 수 있다. 보호스페이서(26)는 상부플러그(29)의 측벽을 커버링할 수 있다. 보호스페이서(26)는 상부플러그(29)를 에워싸는 형상을 포함할 수 있다. 보호스페이서(26)는 오믹콘택층(28)의 측벽을 커버링할 수 있다. 캡핑층(27)은 보호스페이서(26)의 측벽을 커버링할 수 있다. 보호스페이서(26)의 상부면은 상부플러그(29)의 상부면과 동일한 레벨에 위치할 수 있다. 도 1을 참조하면, 보호스페이서(26)의 탑뷰(Top-View)는 가운데가 뚫린 사각형, 원형, 타원형 등 다양한 모양을 포함할 수 있다. 본 실시예에서 보호스페이서(26)의 탑뷰는 사각링형상을 포함할 수 있다. A protective spacer 26 may be positioned between the capping layer 27 and the lower plug 24 . The protective spacer 26 may include a Surronding-Shape surrounding the lower plug 24 . The protective spacer 26 may fully-cover the sidewall of the extension part 24T. The protective spacer 26 may partially cover the sidewall of the pillar part 24M. The protective spacer 26 may cover the sidewall of the upper plug 29 . The protective spacer 26 may include a shape surrounding the upper plug 29 . The protective spacer 26 may cover a sidewall of the ohmic contact layer 28 . The capping layer 27 may cover a sidewall of the protective spacer 26 . The upper surface of the protective spacer 26 may be positioned at the same level as the upper surface of the upper plug 29 . Referring to FIG. 1 , a top-view of the protective spacer 26 may include various shapes such as a square, a circle, an oval, and the like with a hole in the middle. In this embodiment, the top view of the protective spacer 26 may include a square ring shape.

보호스페이서(26)는 절연물질을 포함할 수 있다. 보호스페이서(26)는 질소함유물질을 포함할 수 있다. 보호스페이서(26)는 실리콘산화물, 실리콘질화물, 실리콘산질화물 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 본 실시예에서, 보호스페이서(26)는 실리콘질화물을 포함할 수 있다. 보호스페이서(26)는 화학기상증착(CVD) 또는 원자층증착(ALD) 방법에 의해 형성될 수 있다. 보호스페이서(26)는 디클로로 실란(SiH2Cl2) 및 암모니아(NH3)를 반응 가스로 사용하는 원자층 증착(ALD) 또는 저압 화학 기상 증착(LPCVD) 공정에 의해 선택적으로 성장될 수 있다.The protective spacer 26 may include an insulating material. The protective spacer 26 may include a nitrogen-containing material. The protective spacer 26 may include silicon oxide, silicon nitride, silicon oxynitride, or a combination thereof. In this embodiment, the protective spacer 26 may include silicon nitride. The protective spacer 26 may be formed by a chemical vapor deposition (CVD) or atomic layer deposition (ALD) method. The protective spacer 26 may be selectively grown by an atomic layer deposition (ALD) or low pressure chemical vapor deposition (LPCVD) process using dichlorosilane (SiH 2 Cl 2 ) and ammonia (NH 3 ) as reactive gases.

도 1을 참조하면, 캡핑홀(25) 형성시 좁은식각영역(E1) 및 넓은식각영역(E2)이 형성될 수 있다. 좁은식각영역(E1)은 캡핑홀(25) 형성시 오픈면적이 좁아 플러그물질이 잔류할 수 있다. 넓은식각영역(E2)은 캡핑홀(25) 형성시 오픈면적이 넓어 플러그물질이 쉽게 제거될 수 있다. 보호스페이서(26)는 좁은식각영역(E1)의 오픈면적을 조절할 수 있다. 보호스페이서(26)는 좁은식각영역(E1)의 오픈면적을 더욱 좁게하여, 하부의 하부플러그(24)가 제거되는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 하부플러그(24)와 이웃하는 활성영역(14) 사이의 접촉불량을 방지할 수 있다.Referring to FIG. 1 , a narrow etch region E1 and a wide etch region E2 may be formed when the capping hole 25 is formed. The narrow etched area E1 has a narrow open area when the capping hole 25 is formed, so that the plug material may remain. The wide etched region E2 has a large open area when the capping hole 25 is formed, so that the plug material can be easily removed. The protective spacer 26 may adjust the open area of the narrow etched region E1 . The protective spacer 26 further narrows the open area of the narrow etched region E1, thereby preventing the lower lower plug 24 from being removed. Accordingly, poor contact between the lower plug 24 and the adjacent active region 14 can be prevented.

상부플러그(29)상에 식각정지층(30)이 형성될 수 있다. 상부플러그(29) 상에 상부플러그(29)와 전기적으로 연결되는 메모리요소(31)가 형성될 수 있다. 메모리요소(31)는 도전층을 포함할 수 있다. 메모리요소(31)는 다양한 형태로 구현될 수 있다. 메모리요소(31)는 캐패시터(Capacitor)일 수 있다. 따라서, 메모리요소(31)는 상부플러그(29)와 접촉하는 스토리지노드(Storage Node)를 포함할 수 있다. 스토리지노드는 실린더 또는 필라 형태일 수 있다. 스토리지노드의 표면상에 캐패시터 유전층이 형성될 수 있다. 캐패시터 유전층은 지르코늄산화물, 알루미늄산화물 또는 하프늄산화물 중에서 선택된 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 예를 들어, 캐패시터 유전층은 제1지르코늄산화물, 알루미늄산화물 및 제2지르코늄산화물이 적층된 ZAZ 구조가 될 수 있다. 캐패시터 유전층 상에 플레이트노드가 형성된다. 스토리지노드와 플레이트노드는 금속함유물질을 포함할 수 있다. 메모리요소(31)는 가변저항체를 포함할 수 있다. 가변 저항체는 상변화 물질을 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 가변저항체는 전이 금속 산화물을 포함할 수 있다. 또다른 실시예에서, 가변저항체는 자기 터널 접합(Magnetic Tunnel Junction: MTJ)일 수 있다.An etch stop layer 30 may be formed on the upper plug 29 . A memory element 31 electrically connected to the upper plug 29 may be formed on the upper plug 29 . The memory element 31 may include a conductive layer. The memory element 31 may be implemented in various forms. The memory element 31 may be a capacitor. Accordingly, the memory element 31 may include a storage node in contact with the upper plug 29 . The storage node may be in the form of a cylinder or a pillar. A capacitor dielectric layer may be formed on the surface of the storage node. The capacitor dielectric layer may include at least one selected from zirconium oxide, aluminum oxide, and hafnium oxide. For example, the capacitor dielectric layer may have a ZAZ structure in which a first zirconium oxide, an aluminum oxide, and a second zirconium oxide are stacked. A plate node is formed on the capacitor dielectric layer. The storage node and the plate node may include a metal-containing material. The memory element 31 may include a variable resistor. The variable resistor may include a phase change material. In another embodiment, the variable resistor may include a transition metal oxide. In another embodiment, the variable resistor may be a magnetic tunnel junction (MTJ).

상술한 실시예에 따르면, 연장부(24T)를 포함하는 하부플러그(24)를 형성함으로써 공정불량을 감소시킬 수 있다. 또한, 공정을 단순하게 하여 반도체 장치의 양산성을 확보할 수 있다. 또한, 보호스페이서(26)는 좁은식각영역(E1)의 오픈면적을 좁게하여, 좁은식각영역(E1)의 플러그패턴(24B)이 제거되는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 이웃하는 활성영역(14)과의 접촉불량을 방지할 수 있다. 아울러, 비트라인구조물(BL)의 상부면보다 높은 레벨에 오믹콘택층(28)을 형성함으로써 오믹콘택층(28) 형성을 용이하게 할 수 있다. 넓은 면적을 갖는 오믹콘택층(28)을 형성할 수 있으므로 콘택저항이 개선될 수 있다. 넓은 면적을 갖는 상부플러그(29)가 형성될 수 있으므로 콘택의 접촉불량을 개선할 수 있다.According to the above-described embodiment, it is possible to reduce process defects by forming the lower plug 24 including the extension part 24T. In addition, it is possible to secure the mass productivity of the semiconductor device by simplifying the process. In addition, the protective spacer 26 may prevent the plug pattern 24B of the narrow etched region E1 from being removed by narrowing the open area of the narrow etched region E1 . Accordingly, poor contact with the adjacent active region 14 can be prevented. In addition, the ohmic contact layer 28 may be easily formed by forming the ohmic contact layer 28 at a level higher than the upper surface of the bit line structure BL. Since the ohmic contact layer 28 having a large area can be formed, contact resistance can be improved. Since the upper plug 29 having a large area can be formed, contact failure of the contact can be improved.

도 2b는 도 2a를 설명하기 위한 사시도이다. 도 2b는 도 2a의 비트라인구조물(BL), 하부플러그(24), 오믹콘택층(28) 및 상부플러그(29)를 나타낸 도면이다. 그 외의 구성요소는 설명을 위해 생략하기로 한다. 2B is a perspective view for explaining FIG. 2A. FIG. 2B is a view showing the bit line structure BL, the lower plug 24, the ohmic contact layer 28, and the upper plug 29 of FIG. 2A. Other components will be omitted for the sake of description.

도 2b를 참조하면, 하부플러그(24)는 비트라인구조물(BL)과 부분적으로 오버랩될 수 있다. 하부플러그(24)의 상부면은 비트라인구조물(BL)의 상부면보다 높은 레벨에 위치할 수 있다. Referring to FIG. 2B , the lower plug 24 may partially overlap the bit line structure BL. The upper surface of the lower plug 24 may be positioned at a higher level than the upper surface of the bit line structure BL.

하부플러그(24)는 필라부(24M)와 연장부(24T)를 포함할 수 있다. 연장부(24T)는 필라부(24M)로부터 연장되어 이어질 수 있다. 연장부(24T)는 비트라인구조물(BL)과 부분적으로 오버랩될 수 있다. 연장부(24T)의 상부면은 비트라인구조물(BL)의 상부면보다 높은 레벨에 위치할 수 있다. 연장부(24T)는 사각기둥형상을 포함할 수 있다. The lower plug 24 may include a pillar part 24M and an extension part 24T. The extension part 24T may extend from the pillar part 24M and continue. The extension 24T may partially overlap the bit line structure BL. The upper surface of the extension part 24T may be positioned at a higher level than the upper surface of the bit line structure BL. The extension part 24T may include a quadrangular prism shape.

필라부(24M)는 필라형상(Pillar-Shape)을 포함할 수 있다. 필라부(24M)는 아래로갈수록 두께가 두꺼워질 수 있다. 필라부(24M)와 비트라인하드마스크(19) 사이에 비트라인스페이서(22)가 위치할 수 있다. 필라부(24M)와 비트라인(18)사이에 비트라인스페이서(22)가 위치할 수 있다. 필라부(24M)의 하부는 측면방향으로 확장되어 벌브 형상(Bulb type)을 가질 수 있다. The pillar part 24M may include a pillar-shape. The pillar part 24M may be thicker as it goes down. The bit line spacer 22 may be positioned between the pillar part 24M and the bit line hard mask 19 . A bit line spacer 22 may be positioned between the pillar part 24M and the bit line 18 . A lower portion of the pillar part 24M may be extended in a lateral direction to have a bulb type.

필라부(24M)와 연장부(24T)는 동일한물질을 포함할 수 있다. 필라부(24M)와 연장부(24T)는 실리콘함유 물질을 포함할 수 있다. 필라부(24M)와 연장부(24T)는 불순물로 도핑될 수 있다. 본 실시예에서, 필라부(24M)와 연장부(24T)는 폴리실리콘을 포함할 수 있다. The pillar part 24M and the extension part 24T may include the same material. The pillar part 24M and the extension part 24T may include a silicon-containing material. The pillar portion 24M and the extension portion 24T may be doped with impurities. In this embodiment, the pillar part 24M and the extension part 24T may include polysilicon.

하부플러그(24) 상에 오믹콘택층(28)이 위치할 수 있다. 오믹콘택층(28) 상에 상부플러그(29)가 위치할 수 있다. 연장부(25T), 오믹콘택층(28) 및 상부플러그(29)의 너비는 같을 수 있다. An ohmic contact layer 28 may be positioned on the lower plug 24 . An upper plug 29 may be positioned on the ohmic contact layer 28 . The width of the extension 25T, the ohmic contact layer 28 and the upper plug 29 may be the same.

상술한 실시예에 따르면, 하부플러그(24)의 상부면을 비트라인구조물(BL)의 상부면보다 높은 레벨에 형성함으로써 공정을 단순화할 수 있고, 공정불량을 개선할 수 있다.According to the above-described embodiment, by forming the upper surface of the lower plug 24 at a level higher than the upper surface of the bit line structure BL, the process can be simplified and process defects can be improved.

도 2c는 도 1의 B-B'선에 따른 단면도이다.FIG. 2C is a cross-sectional view taken along line B-B' of FIG. 1 .

도 2c를 참조하면, 기판(11) 내에 매립게이트구조물(BG)이 위치할 수 있다. 매립게이트구조물(BG)은 매립게이트트렌치(50), 매립게이트트렌치(50)의 바닥면과 측벽을 커버링하는 매립게이트절연층(51), 매립게이트절연층(51) 상에서 매립게이트트렌치(50)를 부분적으로 채우는 매립워드라인(52), 매립워드라인(52) 상에 형성된 매립게이트캡핑층(53)을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 2C , a buried gate structure BG may be positioned in the substrate 11 . The buried gate structure BG includes a buried gate trench 50 , a buried gate insulating layer 51 covering the bottom surface and sidewalls of the buried gate trench 50 , and a buried gate trench 50 on the buried gate insulating layer 51 . It may include a buried word line 52 partially filling the ? and a buried gate capping layer 53 formed on the buried word line 52 .

매립게이트트렌치(50)는 활성영역(14) 및 소자분리층(13)을 횡단하는 라인 형상을 포함할 수 있다. 매립게이트트렌치(50)는 후속 매립워드라인의 평균 단면적을 크게 할 수 있는 충분한 깊이를 가질 수 있다. 이에 따라, 매립워드라인의 저항을 감소시킬 수 있다. 도시하지 않았으나, 소자분리층(13)의 일부를 리세스시켜 매립게이트트렌치(50) 아래의 활성영역(14)의 상부를 돌출시킬 수 있다. 예를 들어, 매립게이트트렌치(50) 아래의 소자분리층(13)을 선택적으로 리세스시킬 수 있다. 이에 따라, 매립게이트트렌치(50) 아래에 핀영역(fin region, 도면부호 생략)이 형성될 수 있다. 핀영역은 채널영역의 일부가 될 수 있다.The buried gate trench 50 may have a line shape crossing the active region 14 and the device isolation layer 13 . The buried gate trench 50 may have a sufficient depth to increase the average cross-sectional area of a subsequent buried word line. Accordingly, the resistance of the buried word line can be reduced. Although not shown, a portion of the device isolation layer 13 may be recessed to protrude the upper portion of the active region 14 under the buried gate trench 50 . For example, the device isolation layer 13 under the buried gate trench 50 may be selectively recessed. Accordingly, a fin region (reference numeral omitted) may be formed under the buried gate trench 50 . The fin region may be a part of the channel region.

매립게이트트렌치(50)의 바닥면 및 측벽들 상에 매립게이트절연층(51)이 위치할 수 있다. 매립게이트절연층(51)은 열산화 공정(Thermal Oxidation)에 의해 형성될 수 있다. 다른 실시예에서, 매립게이트절연층(51)은 화학기상증착(Chemical Vapor Deposition; CVD) 또는 원자층증착(Atomic Layer Deposition; ALD) 등의 증착법에 의해 형성될 수 있다. 매립게이트절연층(51)은 고유전물질, 산화물, 질화물, 산화 질화물 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 매립게이트절연층(51)은 라이너폴리실리콘층을 증착한 후, 라이너폴리실리콘층을 라디칼산화시켜 형성할 수 있다. 매립게이트절연층(51)은 라이너실리콘질화물층을 형성한 후, 라이너실리콘질화물층을 라디칼산화시켜 형성할 수도 있다.A buried gate insulating layer 51 may be positioned on the bottom surface and sidewalls of the buried gate trench 50 . The buried gate insulating layer 51 may be formed by a thermal oxidation process. In another embodiment, the buried gate insulating layer 51 may be formed by a deposition method such as chemical vapor deposition (CVD) or atomic layer deposition (ALD). The buried gate insulating layer 51 may include a high-k material, oxide, nitride, oxynitride, or a combination thereof. The buried gate insulating layer 51 may be formed by depositing a liner polysilicon layer and then radically oxidizing the liner polysilicon layer. The buried gate insulating layer 51 may be formed by radical oxidation of the liner silicon nitride layer after forming the liner silicon nitride layer.

매립게이트절연층(51) 상에 매립워드라인(52)이 위치할 수 있다. 매립워드라인(52)을 형성하기 위해, 매립게이트트렌치(50)를 채우도록 도전층(도시 생략)을 형성한 후 리세싱 공정을 수행할 수 있다. 리세싱 공정은 에치백(etchback) 공정으로 수행하거나 또는 CMP(Chemical mechanical polishing) 공정 및 에치백공정을 순차적으로 수행할 수 있다. 매립워드라인(52)은 매립게이트트렌치(50)를 부분으로 채우는 리세스된 형상을 포함할 수 있다. 즉, 매립워드라인(52)의 상부 표면은 활성영역(14)의 상부 표면보다 낮은 레벨일 수 있다. 매립워드라인(52)은 금속, 금속질화물 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 예컨대, 매립워드라인(52)은 티타늄질화물(TiN), 텅스텐(W) 또는 티타늄질화물/텅스텐(TiN/W)으로 형성될 수 있다. A buried word line 52 may be positioned on the buried gate insulating layer 51 . To form the buried word line 52 , a recessing process may be performed after a conductive layer (not shown) is formed to fill the buried gate trench 50 . The recessing process may be performed as an etchback process, or a chemical mechanical polishing (CMP) process and an etchback process may be sequentially performed. The buried word line 52 may include a recessed shape partially filling the buried gate trench 50 . That is, the upper surface of the buried word line 52 may be at a lower level than the upper surface of the active region 14 . The buried word line 52 may include a metal, a metal nitride, or a combination thereof. For example, the buried word line 52 may be formed of titanium nitride (TiN), tungsten (W), or titanium nitride/tungsten (TiN/W).

매립워드라인(52) 상에 매립게이트캡핑층(53)이 위치할 수 있다. 매립게이트캡핑층(53)의 상부 표면은 층간절연층(15)의 상부 표면과 동일 레벨일 수 있다. 매립게이트캡핑층(53)은 절연물질을 포함한다. 매립게이트캡핑층(53)은 실리콘질화물을 포함할 수 있다. 매립게이트캡핑층(53)은 실리콘산화물을 포함할 수 있다. 매립게이트캡핑층(53)은 NON(Nitride-Oxide-Nitride) 구조일 수 있다. A buried gate capping layer 53 may be positioned on the buried word line 52 . The upper surface of the buried gate capping layer 53 may be at the same level as the upper surface of the interlayer insulating layer 15 . The buried gate capping layer 53 includes an insulating material. The buried gate capping layer 53 may include silicon nitride. The buried gate capping layer 53 may include silicon oxide. The buried gate capping layer 53 may have a nitride-oxide-nitride (NON) structure.

매립게이트캡핑층(53)의 사이에 비트라인콘택홀(16H)이 위치할 수 있다. 비트라인콘택홀(16H) 아래의 매립게이트캡핑층(53) 및 소자분리층(13)이 일정 깊이 리세스될 수 있다A bit line contact hole 16H may be positioned between the buried gate capping layers 53 . The buried gate capping layer 53 and the device isolation layer 13 under the bit line contact hole 16H may be recessed to a predetermined depth.

비트라인콘택플러그(16)는 비트라인콘택홀(16H)을 채울 수 있다. 비트라인콘택플러그(16)의 상부면은 층간절연층(15)의 상부면과 동일레벨일 수 있다. 비트라인콘택플러그(16) 및 층간절연층(15) 상에 비트라인구조물(BL)이 위치할 수 있다. 비트라인구조물(BL)은 배리어메탈층(17), 비트라인(18) 및 비트라인하드마스크(19)를 포함할 수 있다. 비트라인구조물(BL) 상에 식각정지층(30)이 형성될 수 있다.The bit line contact plug 16 may fill the bit line contact hole 16H. The upper surface of the bit line contact plug 16 may be at the same level as the upper surface of the interlayer insulating layer 15 . A bit line structure BL may be positioned on the bit line contact plug 16 and the interlayer insulating layer 15 . The bit line structure BL may include a barrier metal layer 17 , a bit line 18 , and a bit line hard mask 19 . An etch stop layer 30 may be formed on the bit line structure BL.

도 3a 내지 3o는 일 실시예에 따른 반도체장치(100)를 제조하는 방법을 나타낸 도면이다. 도 4a 내지 4g는 일 실시예에 따른 반도체장치(100)를 제조하는 방법을 나타낸 도면이다. 도 4a 내지 4g는 도 3h 내지 3n를 설명하기 위한 사시도이다. 도 3a 내지 3o에서 도 2a 내지 2c에서와 동일한 참조부호는 동일한 구성 요소를 의미한다. 도 4a 내지 3g에서 도 3a 내지 3o에서와 동일한 참조부호는 동일한 구성 요소를 의미한다. 3A to 3O are diagrams illustrating a method of manufacturing the semiconductor device 100 according to an exemplary embodiment. 4A to 4G are diagrams illustrating a method of manufacturing the semiconductor device 100 according to an exemplary embodiment. 4A to 4G are perspective views for explaining FIGS. 3H to 3N. In FIGS. 3A to 3O, the same reference numerals as in FIGS. 2A to 2C denote the same components. In Figs. 4A to 3G, the same reference numerals as in Figs. 3A to 3O denote the same components.

도 3a에 도시된 바와 같이, 기판(11)이 준비된다. 기판(11)은 반도체기판을 포함할 수 있다. 기판(11)은 실리콘을 함유하는 물질로 이루어질 수 있다. 기판(11)은 실리콘, 단결정 실리콘, 폴리실리콘, 비정질 실리콘, 실리콘저마늄, 단결정 실리콘저마늄, 다결정 실리콘저마늄, 탄소 도핑된 실리콘, 그들의 조합 또는 그들의 다층을 포함할 수 있다. 기판(11)은 Ⅲ-Ⅴ족 반도체기판을 포함할 수 있다. 예를들어, 기판(11)은 GaAs과 같은 화합물반도체기판을 포함할 수 있다.As shown in FIG. 3A , the substrate 11 is prepared. The substrate 11 may include a semiconductor substrate. The substrate 11 may be made of a material containing silicon. The substrate 11 may include silicon, single crystal silicon, polysilicon, amorphous silicon, silicon germanium, single crystal silicon germanium, polycrystalline silicon germanium, carbon doped silicon, a combination thereof, or a multilayer thereof. The substrate 11 may include a III-V group semiconductor substrate. For example, the substrate 11 may include a compound semiconductor substrate such as GaAs.

기판(11)에 소자분리층(13) 및 활성영역(14)이 형성될 수 있다. 소자분리층(13)에 의해 활성영역(14)이 정의될 수 있다. 소자분리층(13)은 트렌치 식각에 의해 형성된 STI영역을 포함할 수 있다. 소자분리층(13)은 분리트렌치(12)에 절연물질을 채워 형성할 수 있다. 소자분리층(13)은 실리콘산화물, 실리콘질화물 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 평탄화 공정이 부가적으로 수행될될 수 있다.A device isolation layer 13 and an active region 14 may be formed on the substrate 11 . The active region 14 may be defined by the device isolation layer 13 . The device isolation layer 13 may include an STI region formed by trench etching. The device isolation layer 13 may be formed by filling the isolation trench 12 with an insulating material. The device isolation layer 13 may include silicon oxide, silicon nitride, or a combination thereof. A planarization process may be additionally performed.

활성영역(14) 내에 소스/드레인영역(SD)이 형성될 수 있다. 소스/드레인영역(SD)을 형성하기 위해 도전형불순물이 도핑될 수 있이다. 도전형불순물은 인(P), 비소(As), 안티몬(Sb) 또는 붕소(B)를 포함할 수 있다. 소스/드레인영역(SD)의 하부면은 활성영역(14)의 상부 표면(top surface)으로부터 소정의 깊이에 위치할 수 있다. 소스/드레인영역(SD)은 비트라인콘택플러그 또는 스토리지노드콘택플러그가 접속될 영역일 수 있다.A source/drain region SD may be formed in the active region 14 . Conductive impurities may be doped to form the source/drain regions SD. The conductive impurities may include phosphorus (P), arsenic (As), antimony (Sb), or boron (B). A lower surface of the source/drain region SD may be located at a predetermined depth from a top surface of the active region 14 . The source/drain region SD may be a region to which a bit line contact plug or a storage node contact plug is to be connected.

기판(11) 상에 층간절연층(15)이 형성될 수 있다. 층간절연층(15)은 절연물질을 포함할 수 있다. 층간절연층(15)은 하나 이상의 레이어를 포함할 수 있다. 층간절연층(15)은 서로 다른 물질로 형성된 하나 이상의 레이어를 포함할 수 있다. 본 실시예에서, 층간절연층(15)은 실리콘산화물로 형성된 레이어와 실리콘질화물로 형성된 레이어를 포함할 수 있다.An interlayer insulating layer 15 may be formed on the substrate 11 . The interlayer insulating layer 15 may include an insulating material. The interlayer insulating layer 15 may include one or more layers. The interlayer insulating layer 15 may include one or more layers formed of different materials. In this embodiment, the interlayer insulating layer 15 may include a layer formed of silicon oxide and a layer formed of silicon nitride.

도시하지 않았으나, 도 2c의 매립게이트구조물(BG)이 기판내에 형성된다. 매립게이트구조물(BG)은 매립게이트트렌치(50), 매립게이트트렌치(50)의 바닥면과 측벽을 커버링하는 매립게이트절연층(51), 매립게이트절연층(51) 상에서 매립게이트트렌치(50)를 부분적으로 채우는 매립워드라인(52), 매립워드라인(52) 상에 형성된 매립게이트캡핑층(53)을 포함할 수 있다.Although not shown, the buried gate structure BG of FIG. 2C is formed in the substrate. The buried gate structure BG includes a buried gate trench 50 , a buried gate insulating layer 51 covering the bottom surface and sidewalls of the buried gate trench 50 , and a buried gate trench 50 on the buried gate insulating layer 51 . It may include a buried word line 52 partially filling the ? and a buried gate capping layer 53 formed on the buried word line 52 .

후속하여, 층간절연층(15) 및 기판(11)을 식각하여 비트라인콘택홀(16H)을 형성할 수 있다. 탑뷰(Top View)로 볼 때, 비트라인콘택홀(16H)은 원형(Circle-Shape) 또는 타원형(Oval-Shape)일 수 있다. 비트라인콘택홀(16H)은 층간절연층(15)을 관통하여 형성될 수 있다. 비트라인콘택홀(16H)에 의해 기판(11)의 일부가 노출될 수 있다. 기판(11)의 노출된 표면을 리세스시키는 단계를 더 포함할 수 있다. 비트라인콘택홀(16H)을 형성하기 위하여 층간절연층(15)을 식각할 때, 기판(11)의 일부가 함께 식각될 수 있다. 따라서, 비트라인콘택홀(16H)에 의해 기판(11)의 일부분이 노출될 수 있다. 비트라인콘택홀(16H)의 하부면은 기판(11)의 상부면보다 낮은 레벨에 위치할 수 있다.Subsequently, the interlayer insulating layer 15 and the substrate 11 may be etched to form a bit line contact hole 16H. When viewed from a top view, the bit line contact hole 16H may have a circular shape or an oval shape. The bit line contact hole 16H may be formed through the interlayer insulating layer 15 . A portion of the substrate 11 may be exposed through the bit line contact hole 16H. The method may further include recessing the exposed surface of the substrate 11 . When the interlayer insulating layer 15 is etched to form the bit line contact hole 16H, a portion of the substrate 11 may be etched together. Accordingly, a portion of the substrate 11 may be exposed through the bit line contact hole 16H. The lower surface of the bit line contact hole 16H may be located at a level lower than the upper surface of the substrate 11 .

도 3b에 도시된 바와 같이, 비트라인콘택홀(16H) 내에 예비비트라인콘택플러그(16A)가 형성될 수 있다. 예비비트라인콘택플러그(16A)는 비트라인콘택홀(16H)을 채울 수 있다. 예비비트라인콘택플러그(16A)를 형성하기 위해 비트라인콘택물질(16A')을 형성한 후 평탄화공정을 수행할 수 있다. 평탄화 공정은 CMP공정을 포함할 수 있다. 그에 따라, 예비비트라인콘택플러그(16A)의 상부면은 층간절연층(15)의 상부면과 동일한 레벨일 수 있다. 예비비트라인콘택플러그(16A)는 층간절연층(15)을 관통하여 기판(11)의 일부에 접촉될 수 있다. As shown in FIG. 3B , a spare bit line contact plug 16A may be formed in the bit line contact hole 16H. The spare bit line contact plug 16A may fill the bit line contact hole 16H. After the bit line contact material 16A' is formed to form the preliminary bit line contact plug 16A, a planarization process may be performed. The planarization process may include a CMP process. Accordingly, the upper surface of the spare bit line contact plug 16A may be at the same level as the upper surface of the interlayer insulating layer 15 . The spare bit line contact plug 16A may pass through the interlayer insulating layer 15 to contact a portion of the substrate 11 .

예비비트라인콘택플러그(16A)는 반도체물질을 포함할 수 있다. 예비비트라인콘택플러그(16A)는 도전물질을 포함할 수 있다. 예비비트라인콘택플러그(16A)는 실리콘함유 물질을 포함할 수 있다. 예비비트라인콘택플러그(16A)는 폴리실리콘을 포함할 수 있다. 폴리실리콘은 불순물이 도핑될 수 있다. 다른 실시예에서, 예비비트라인콘택플러그(16A)는 선택적에피택셜성장(SEG)에 의해 형성될 수도 있다. 예를 들어, 예비비트라인콘택플러그(16A)는 SEG SiP(Silicon Phosphorus)을 포함할 수 있다. 이와 같이, 선택적에피택셜성장에 의해 보이드(Void)없는 예비비트라인콘택플러그(16A)를 형성할 수 있다.The spare bit line contact plug 16A may include a semiconductor material. The spare bit line contact plug 16A may include a conductive material. The spare bit line contact plug 16A may include a silicon-containing material. The spare bit line contact plug 16A may include polysilicon. Polysilicon may be doped with impurities. In another embodiment, the spare bit line contact plug 16A may be formed by selective epitaxial growth (SEG). For example, the spare bit line contact plug 16A may include SEG Silicon Phosphorus (SiP). In this way, the void-free preliminary bit line contact plug 16A can be formed by selective epitaxial growth.

도 3c에 도시된 바와 같이, 층간절연층(15) 및 예비비트라인콘택플러그(16A) 상에 예비배리어메탈층(17A)이 형성될 수 있다. 예비배리어메탈층(17A)의 높이는 층간절연층(15)의 높이보다 작을 수 있다. 예비배리어메탈층(17A)은 티타늄질화물(TiN), 탄탈륨질화물(TaN), 텅스텐질화물(WN) 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 본 실시예에서 예비배리어메탈층(17A)은 티타늄질화물(TiN)을 함유하는 물질을 포함할 수 있다. As shown in FIG. 3C , a preliminary barrier metal layer 17A may be formed on the interlayer insulating layer 15 and the preliminary bit line contact plug 16A. The height of the preliminary barrier metal layer 17A may be smaller than the height of the interlayer insulating layer 15 . The preliminary barrier metal layer 17A may include titanium nitride (TiN), tantalum nitride (TaN), tungsten nitride (WN), or a combination thereof. In this embodiment, the preliminary barrier metal layer 17A may include a material containing titanium nitride (TiN).

예비배리어메탈층(17A) 상에 예비비트라인(18A)이 형성될 수 있다. 예비비트라인(18A)은 예비비트라인콘택플러그(16A)보다 비저항이 낮은 물질로 형성될 수 있다. 예비비트라인(18A)은 예비비트라인콘택플러그(16A)보다 비저항이 낮은 금속물질을 포함할 수 있다. 예비비트라인(18A)은 금속, 금속질화물, 금속실리사이드 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 예비비트라인(18A)은 텅스텐함유물질을 포함할 수 있다. 예비비트라인(18A)은 텅스텐실리사이드, 텅스텐질화막 및 텅스텐막을 적층하여 형성할 수 있다. 본 실시예에서, 예비비트라인(18A)은 텅스텐(W) 또는 텅스텐화합물을 포함할 수 있다.A preliminary bit line 18A may be formed on the preliminary barrier metal layer 17A. The spare bit line 18A may be formed of a material having a specific resistance lower than that of the spare bit line contact plug 16A. The spare bit line 18A may include a metal material having a specific resistance lower than that of the spare bit line contact plug 16A. The spare bit line 18A may include a metal, a metal nitride, a metal silicide, or a combination thereof. The preliminary bit line 18A may include a tungsten-containing material. The preliminary bit line 18A may be formed by stacking tungsten silicide, a tungsten nitride film, and a tungsten film. In this embodiment, the spare bit line 18A may include tungsten (W) or a tungsten compound.

예비비트라인(18A) 상에 예비비트라인하드마스크(19A)가 형성될 수 있다. 예비비트라인하드마스크(19A)는 절연물질로 형성될 수 있다. 예비비트라인하드마스크(19A)는 예비비트라인(18A)에 대하여 식각선택비를 갖는 물질로 형성될 수 있다. 예비비트라인하드마스크(19A)는 실리콘산화물, 실리콘질화물, 실리콘산질화물 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 본 실시예에서, 예비비트라인하드마스크(19A)는 실리콘질화물로 형성될 수 있다.A spare bit line hard mask 19A may be formed on the spare bit line 18A. The preliminary bit line hard mask 19A may be formed of an insulating material. The preliminary bit line hard mask 19A may be formed of a material having an etch selectivity with respect to the preliminary bit line 18A. The preliminary bit line hard mask 19A may include silicon oxide, silicon nitride, silicon oxynitride, or a combination thereof. In this embodiment, the spare bit line hard mask 19A may be formed of silicon nitride.

예비비트라인하드마스크(19A) 상에 비트라인마스크(20)가 형성될 수 있다. 비트라인마스크(20)는 감광막패턴을 포함할 수 있다. 비트라인마스크(20)는 어느 한 방향으로 연장된 라인 형상을 포함할 수 있다. 비트라인마스크(20)의 선폭은 예비비트라인콘택플러그(16A)의 상부면 직경보다 작을 수 있다. A bit line mask 20 may be formed on the spare bit line hard mask 19A. The bit line mask 20 may include a photoresist pattern. The bit line mask 20 may include a line shape extending in any one direction. The line width of the bit line mask 20 may be smaller than the diameter of the upper surface of the spare bit line contact plug 16A.

도 3d에 도시된 바와 같이, 비트라인구조물(BL)이 형성될 수 있다. 비트라인구조물(BL)은 배리어메탈층(17), 비트라인(18) 및 비트라인하드마스크(19)를 포함할 수 있다. 비트라인구조물(BL)은 라인형상으로 연장될 수 있다.As shown in FIG. 3D , a bit line structure BL may be formed. The bit line structure BL may include a barrier metal layer 17 , a bit line 18 , and a bit line hard mask 19 . The bit line structure BL may extend in a line shape.

비트라인마스크(20)를 식각마스크로 이용하여 예비비트라인하드마스크(19A)를 식각할 수 있다. 이에 따라, 비트라인하드마스크(19)가 형성될 수 있다. 비트라인하드마스크(19)를 식각마스크로 이용하여 예비비트라인(18A), 예비배리어메탈층(17A) 및 예비비트라인콘택플러그(16A)를 식각할 수 있다. 이에 따라, 비트라인(18), 배리어메탈층(17) 및 비트라인콘택플러그(16)가 형성될 수 있다. 비트라인콘택플러그(16), 배리어메탈층(17), 비트라인(18) 및 비트라인하드마스크(19)의 선폭은 동일할 수 있다. 비트라인(18)은 배리어메탈층(17)을 커버링하면서 어느 한 방향으로 연장될 수 있다.The preliminary bit line hard mask 19A may be etched using the bit line mask 20 as an etch mask. Accordingly, the bit line hard mask 19 may be formed. The spare bit line 18A, the spare barrier metal layer 17A, and the spare bit line contact plug 16A may be etched using the bit line hard mask 19 as an etch mask. Accordingly, the bit line 18 , the barrier metal layer 17 , and the bit line contact plug 16 may be formed. Line widths of the bit line contact plug 16 , the barrier metal layer 17 , the bit line 18 , and the bit line hard mask 19 may be the same. The bit line 18 may extend in either direction while covering the barrier metal layer 17 .

예비비트라인콘택플러그(16A)를 식각함에 따라, 소스/드레인영역(SD) 상에 비트라인콘택플러그(16)가 형성될 수 있다. 비트라인콘택플러그(16)는 소스/드레인영역(SD)과 비트라인(18)을 상호 접속시킬 수 있다. 비트라인콘택플러그(16)의 직경은 예비비트라인콘택플러그(16A)의 직경보다 작을 수 있다. 예비비트라인콘택플러그(16A)의 일부분이 제거된 공간에 갭(21)이 형성될 수 있다. 비트라인콘택플러그(16)의 양측벽에 갭(21)이 형성될 수 있다. 갭(21)은 비트라인콘택플러그(16)의 양측벽에 독립적으로 형성될 수 있다. 한 쌍의 갭(21)은 비트라인콘택플러그(16)에 의해 분리될 수 있다. As the spare bit line contact plug 16A is etched, the bit line contact plug 16 may be formed on the source/drain region SD. The bit line contact plug 16 may interconnect the source/drain region SD and the bit line 18 . The diameter of the bit line contact plug 16 may be smaller than the diameter of the spare bit line contact plug 16A. A gap 21 may be formed in a space in which a portion of the spare bit line contact plug 16A is removed. A gap 21 may be formed on both sidewalls of the bit line contact plug 16 . The gap 21 may be independently formed on both sidewalls of the bit line contact plug 16 . The pair of gaps 21 may be separated by a bit line contact plug 16 .

도 3e에 도시된 바와 같이, 비트라인콘택플러그(16)의 양측벽 및 비트라인구조물(BL)의 양측벽에 비트라인스페이서(22)를 형성할 수 있다. 비트라인스페이서(22)는 갭(21)을 채우는 필라형상(Pillar-Shape)일 수 있다. 비트라인스페이서(22)에 의해 후속공정에서 갭(21)에 임의의 물질이 채워지는 것을 방지할 수 있다. 비트라인스페이서(22)는 비트라인콘택플러그(16)의 양측에 독립적으로 형성될 수 있다. 비트라인스페이서(22)는 라인형상으로 연장될 수 있다. 비트라인스페이서(22)의 상부면은 비트라인구조물(BL)의 상부면과 동일레벨일 수 있다. As shown in FIG. 3E , bit line spacers 22 may be formed on both side walls of the bit line contact plug 16 and on both side walls of the bit line structure BL. The bit line spacer 22 may have a pillar shape filling the gap 21 . By the bit line spacer 22, it is possible to prevent any material from being filled in the gap 21 in a subsequent process. The bit line spacer 22 may be independently formed on both sides of the bit line contact plug 16 . The bit line spacer 22 may extend in a line shape. The upper surface of the bit line spacer 22 may be at the same level as the upper surface of the bit line structure BL.

비트라인스페이서(22)는 절연물질을 포함할 수 있다. 비트라인스페이서(22)는 저유전물질을 포함할 수 있다. 비트라인스페이서(22)는 산화물 또는 질화물을 포함할 수 있다. 비트라인스페이서(22)는 실리콘산화물, 실리콘질화물 또는 금속산화물을 포함할 수 있다. 비트라인스페이서(22)는 SiO2, Si3N4 또는 SiN을 포함할 수 있다. 비트라인스페이서(22)는 다층 스페이서를 포함할 수 있다. 비트라인스페이서(22)는 에어갭(air gap, 도시생략)을 포함할 수 있다. 따라서, 비트라인스페이서(22)의 양측벽에 한 쌍의 라인형 에어갭이 형성될 수 있다. 한 쌍의 라인형 에어갭은 대칭형일 수 있다. 일부 실시예들에서, 다층 스페이서는 제1스페이서, 제2스페이서 및 제3스페이서를 포함할 수 있고, 제1스페이서와 제2스페이서 사이에 제3스페이서가 위치할 수 있다. 다층 스페이서는 질화물스페이서들 사이에 산화물스페이서가 위치하는 NON 구조를 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 다층 스페이서는 제1스페이서, 제2스페이서 및 제1스페이서와 제2스페이서 사이의 에어갭을 포함할 수 있다.The bit line spacer 22 may include an insulating material. The bit line spacer 22 may include a low-k material. The bit line spacer 22 may include oxide or nitride. The bit line spacer 22 may include silicon oxide, silicon nitride, or metal oxide. The bit line spacer 22 may include SiO 2 , Si 3 N 4 , or SiN. The bit line spacer 22 may include a multi-layer spacer. The bit line spacer 22 may include an air gap (not shown). Accordingly, a pair of line-type air gaps may be formed on both sidewalls of the bit line spacer 22 . The pair of line-shaped air gaps may be symmetrical. In some embodiments, the multilayer spacer may include a first spacer, a second spacer, and a third spacer, and a third spacer may be positioned between the first spacer and the second spacer. The multilayer spacer may include a NON structure in which oxide spacers are positioned between nitride spacers. In another embodiment, the multilayer spacer may include a first spacer, a second spacer, and an air gap between the first spacer and the second spacer.

다른 실시예에서, 비트라인스페이서(22)가 아닌 비트라인콘택절연층(도시 생략)으로 갭(21)을 채울 수 있다. 비트라인콘택절연층(도시 생략)의 상부면은 비트라인콘택플러그(16)의 상부면과 동일한 레벨일 수 있다. 비트라인콘택절연층(도시 생략) 상에 비트라인스페이서(22)가 형성될 수 있다. 비트라인콘택절연층(도시 생략)은 절연물질을 포함할 수 있다. 비트라인콘택절연층(도시 생략)은 산화물 또는 질화물을 포함할 수 있다 비트라인콘택절연층(도시 생략)은 실리콘산화물, 실리콘질화물 또는 금속산화물을 포함할 수 있다In another embodiment, the gap 21 may be filled with a bit line contact insulating layer (not shown) other than the bit line spacers 22 . The upper surface of the bit line contact insulating layer (not shown) may be at the same level as the upper surface of the bit line contact plug 16 . A bit line spacer 22 may be formed on the bit line contact insulating layer (not shown). The bit line contact insulating layer (not shown) may include an insulating material. The bit line contact insulating layer (not shown) may include oxide or nitride. The bit line contact insulating layer (not shown) may include silicon oxide, silicon nitride, or metal oxide.

도 3f에 도시된 바와 같이, 비트라인구조물(BL)의 사이를 채우는 비트라인층간절연층(도시생략)이 형성될 수 있다. 비트라인층간절연층(도시생략)은 비트라인구조물(BL)의 상부가 노출되도록 평탄화될 수 있다. 비트라인층간절연층(도시생략)은 비트라인구조물(BL)과 평행하게 연장될 수 있다. 비트라인층간절연층(도시생략)은 비트라인스페이서(22)에 대해 식각선택비를 갖는 물질로 형성될 수 있다. 비트라인층간절연층(도시생략)은 절연물질을 포함할 수 있다. 비트라인층간절연층(도시생략)은 산화물 또는 질화물을 포함할 수 있다. 비트라인층간절연층(도시생략)은 실리콘산화물, 실리콘질화물 또는 금속산화물을 포함할 수 있다. 비트라인층간절연층(도시생략)은 SiO2, Si3N4 또는 SiN을 포함할 수 있다. 비트라인층간절연층(도시생략)은 스핀온절연물질(SOD)을 포함할 수 있다.As shown in FIG. 3F , a bit line interlayer insulating layer (not shown) may be formed to fill between the bit line structures BL. The bit line interlayer insulating layer (not shown) may be planarized to expose an upper portion of the bit line structure BL. The bit line interlayer insulating layer (not shown) may extend parallel to the bit line structure BL. The bit line interlayer insulating layer (not shown) may be formed of a material having an etch selectivity with respect to the bit line spacer 22 . The bit line interlayer insulating layer (not shown) may include an insulating material. The bit line interlayer insulating layer (not shown) may include oxide or nitride. The bit line interlayer insulating layer (not shown) may include silicon oxide, silicon nitride, or metal oxide. The bit line interlayer insulating layer (not shown) may include SiO 2 , Si 3 N 4 , or SiN. The bit line interlayer insulating layer (not shown) may include a spin-on insulating material (SOD).

후속하여, 비트라인층간절연층(도시생략) 내에 스토리지노드콘택홀(23)이 형성될 수 있다. 스토리지노드콘택홀(23)은 스토리지노드콘택오프닝마스크(도시생략)를 식각마스크로 이용하여 비트라인층간절연층(도시생략)을 식각함으로써 형성될 수 있다. 스토리지노드콘택오프닝마스크(도시생략)는 감광막패턴(photoresist pattern)을 포함할 수 있다. Subsequently, a storage node contact hole 23 may be formed in the bit line interlayer insulating layer (not shown). The storage node contact hole 23 may be formed by etching the bit line interlayer insulating layer (not shown) using a storage node contact opening mask (not shown) as an etch mask. The storage node contact opening mask (not shown) may include a photoresist pattern.

스토리지노드콘택홀(23)은 비트라인구조물(BL) 사이에 형성될 수 있다. 스토리지노드콘택홀(23)의 바닥면은 기판(11) 내부로 확장될 수 있다. 스토리지노드콘택홀(23)을 형성하는 동안 소자분리층(13), 층간절연층(15) 및 소스/드레인영역(SD)이 일정 깊이 리세스될 수 있다. 스토리지노드콘택홀(23)에 의해 기판(11)의 일부분이 노출될 수 있다. 스토리지노드콘택홀(23)의 바닥면은 기판(11)의 상부면보다 낮은 레벨에 위치할 수 있다. 스토리지노드콘택홀(23)의 바닥면은 비트라인콘택플러그(16)의 바닥면보다 높은 레벨일 수 있다. 스토리지노드콘택홀(23)의 바닥면은 비트라인콘택플러그(16)의 바닥면과 같은 레벨일 수 있다. 스토리지노드콘택홀(23)을 형성하기 위해 딥아웃(Dip-out) 및 트리밍공정이 수행될 수 있다. 딥아웃에 의해 비트라인스페이서(22)의 손실없이 스토리지노드콘택홀(23)을 형성할 수 있다. 트리밍 공정에 의해 스토리지노드콘택홀(23)의 측면 및 하부 면적이 확장될 수 있다. 트리밍 공정에 의해 층간절연층(15) 및 기판(11)의 일부가 제거될 수 있다. 층간절연층(15)은 건식식각에 의해 식각될 수 있다. 본 실시예에서, 층간절연층(15)은 등방성식각에 의해 식각될 수 있다. 스토리지노드콘택홀(23)을 통해 소스/드레인영역(SD)이 노출될 수 있다. 스토리지노드콘택홀(23)의 하부는 측면방향으로 확장되어 벌브 형상(Bulb type)을 가질 수 있다.The storage node contact hole 23 may be formed between the bit line structures BL. A bottom surface of the storage node contact hole 23 may extend into the substrate 11 . While the storage node contact hole 23 is formed, the device isolation layer 13 , the interlayer insulating layer 15 , and the source/drain regions SD may be recessed to a predetermined depth. A portion of the substrate 11 may be exposed through the storage node contact hole 23 . The bottom surface of the storage node contact hole 23 may be located at a level lower than the top surface of the substrate 11 . The bottom surface of the storage node contact hole 23 may be at a higher level than the bottom surface of the bit line contact plug 16 . The bottom surface of the storage node contact hole 23 may be at the same level as the bottom surface of the bit line contact plug 16 . A dip-out and trimming process may be performed to form the storage node contact hole 23 . The storage node contact hole 23 may be formed without loss of the bit line spacer 22 by the deep-out. The side and lower areas of the storage node contact hole 23 may be expanded by the trimming process. A portion of the interlayer insulating layer 15 and the substrate 11 may be removed by the trimming process. The interlayer insulating layer 15 may be etched by dry etching. In this embodiment, the interlayer insulating layer 15 may be etched by isotropic etching. The source/drain regions SD may be exposed through the storage node contact hole 23 . A lower portion of the storage node contact hole 23 may extend in a lateral direction to have a bulb type.

도 3g에 도시된 바와 같이, 스토리지노드콘택홀(23) 내에 플러그물질(24A)이 형성될 수 있다. 플러그물질(24A)은 스토리지노드콘택홀(23)을 채우면서, 비트라인구조물(BL)의 상부면을 커버링할 수 있다. 플러그물질(24A)은 비트라인하드마스크(19)의 상부면을 커버링할 수 있다. 플러그물질(24A)은 비트라인구조물(BL)과 오버랩될 수 있다. 플러그물질(24A)은 비트라인구조물(BL)과 부분적으로 오버랩될 수 있다. 플러그물질(24A)의 상부면은 비트라인하드마스크(19)의 상부면보다 높은 레벨에 위치할 수 있다. 비트라인(18)과 플러그물질(24A) 사이에 비트라인스페이서(22)가 위치할 수 있다. 비트라인콘택플러그(16)와 플러그물질(24A) 사이에 비트라인스페이서(22)가 위치할 수 있다. 플러그물질(24A)의 바닥면은 소스/드레인영역(SD)과 접속될 수 있다. As shown in FIG. 3G , a plug material 24A may be formed in the storage node contact hole 23 . The plug material 24A may cover the upper surface of the bit line structure BL while filling the storage node contact hole 23 . The plug material 24A may cover the upper surface of the bit line hardmask 19 . The plug material 24A may overlap the bit line structure BL. The plug material 24A may partially overlap the bit line structure BL. The upper surface of the plug material 24A may be positioned at a higher level than the upper surface of the bit line hard mask 19 . A bit line spacer 22 may be positioned between the bit line 18 and the plug material 24A. A bit line spacer 22 may be positioned between the bit line contact plug 16 and the plug material 24A. A bottom surface of the plug material 24A may be connected to the source/drain region SD.

플러그물질(24A)은 실리콘함유 물질을 포함할 수 있다. 플러그물질(24A)은 불순물로 도핑될 수 있다. 예컨대, 임플란트(Implantation) 등의 도핑공정(Doping process)에 의해 불순물이 도핑될 수 있다. 본 실시예에서, 플러그물질(24A)은 폴리실리콘을 포함할 수 있다. The plug material 24A may include a silicon-containing material. The plug material 24A may be doped with impurities. For example, impurities may be doped by a doping process such as implantation. In this embodiment, the plug material 24A may include polysilicon.

도 3h 및 도 4a에 도시된 바와 같이, 플러그물질(24A) 상에 갭필마스크(25M)가 형성될 수 있다. 갭필마스크(25M)는 감광막패턴을 포함할 수 있다. 갭필마스크(25M)를 식각마스크로 이용하여 플러그물질(24A)을 식각할 수 있다. 플러그물질(24A)을 식각함으로써 플러그패턴(24B)이 형성될 수 있다. 플러그패턴(24B)이 형성됨으로써 플러그물질(24A)이 각각 분리될 수 있다. 플러그패턴(24B)은 비트라인구조물(BL)들의 사이에 위치하며, 비트라인구조물(BL)들 중 어느하나와 오버랩될 수 있다. 플러그패턴(24B)은 복수의 비트라인구조물(BL) 중 어느 하나와 부분적으로 오버랩될 수 있다. 플러그패턴(24B)은 비트라인하드마스크(19)의 상부면과 오버랩될 수 있다. 플러그패턴(24B)의 탑뷰(Top-View)는 사각형, 원형, 타원형 등 다양한 모양을 포함할 수 있다. 비트라인구조물(BL)은 도전성라인패턴의 일 예일 수 있다. 3H and 4A , a gap fill mask 25M may be formed on the plug material 24A. The gap fill mask 25M may include a photoresist pattern. The plug material 24A may be etched using the gap fill mask 25M as an etch mask. The plug pattern 24B may be formed by etching the plug material 24A. By forming the plug pattern 24B, the plug material 24A may be separated from each other. The plug pattern 24B is positioned between the bit line structures BL, and may overlap any one of the bit line structures BL. The plug pattern 24B may partially overlap any one of the plurality of bit line structures BL. The plug pattern 24B may overlap the upper surface of the bit line hard mask 19 . A top-view of the plug pattern 24B may include various shapes such as a square, a circle, an oval, and the like. The bit line structure BL may be an example of a conductive line pattern.

분리된 플러그패턴(24B)들의 사이에 예비캡핑홀(25A)이 형성될 수 있다. 플러그패턴(24B)을 형성할 때, 비트라인하드마스크(19) 및 비트라인스페이서(22)의 일부가 함께 식각될 수 있다. 따라서, 예비캡핑홀(25A)에 의해 비트라인하드마스크(19) 및 비트라인스페이서(22)의 일부가 노출될 수 있다. 플러그패턴(24B)의 상부면은 예비캡핑홀(25A)의 바닥면보다 높은 레벨일 수 있다. 플러그패턴(24B)의 상부면은 비트라인하드마스크(19)의 상부면보다 높은레벨일 수 있다. 예비캡핑홀(25A)의 하부면은 비트라인하드마스크(19)의 상부면보다 낮은 레벨에 있고, 하부면보다 높은 레벨에 위치할 수 있다. A preliminary capping hole 25A may be formed between the separated plug patterns 24B. When forming the plug pattern 24B, a portion of the bit line hard mask 19 and the bit line spacer 22 may be etched together. Accordingly, a portion of the bit line hard mask 19 and the bit line spacer 22 may be exposed by the preliminary capping hole 25A. The top surface of the plug pattern 24B may be at a higher level than the bottom surface of the preliminary capping hole 25A. The upper surface of the plug pattern 24B may be at a higher level than the upper surface of the bit line hard mask 19 . The lower surface of the preliminary capping hole 25A may be at a level lower than the upper surface of the bit line hard mask 19 , and may be located at a higher level than the lower surface of the bit line hard mask 19 .

도 3i 및 도 4b에 도시된 바와 같이, 플러그패턴(24B)의 측벽에 보호스페이서(26)가 형성될 수 있다. 보호스페이서(26)를 형성하기 위해 예비보호스페이서(도시생략)를 형성한 후 식각공정 또는 에치백(Etchback)공정을 수행할 수 있다. 보호스페이서(26)는 플러그패턴(24B)의 측벽을 커버링할 수 있다. 보호스페이서(26)는 플러그패턴(24B)을 에워싸는 형상(Surrounding-Shape)을 포함할 수 있다. 보호스페이서(26)의 탑뷰(Top-View)는 사각링형상 또는 링형상 등 다양항 모양을 포함할 수 있다. 3I and 4B , a protective spacer 26 may be formed on a sidewall of the plug pattern 24B. After forming a preliminary protective spacer (not shown) to form the protective spacer 26 , an etching process or an etchback process may be performed. The protective spacer 26 may cover a sidewall of the plug pattern 24B. The protective spacer 26 may include a Surrounding-Shape surrounding the plug pattern 24B. The top view of the protective spacer 26 may include various shapes such as a square ring shape or a ring shape.

보호스페이서(26)는 절연물질을 포함할 수 있다. 보호스페이서(26)는 비-산화물베이스물질(Non-oxide base materail)일 수 있다. 보호스페이서(26)는 질화물베이스물질(nitride base material)일 수 있다. 보호스페이서(26)는 질소함유물질을 포함할 수 있다. 보호스페이서(26)는 실리콘산화물, 실리콘질화물, 실리콘산질화물 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 본 실시예에서, 보호스페이서(26)는 실리콘질화물을 포함할 수 있다. 보호스페이서(26)는 화학기상증착(CVD) 또는 원자층증착(ALD) 방법에 의해 형성될 수 있다. 보호스페이서(26)는 디클로로 실란(SiH2Cl2) 및 암모니아(NH3)를 반응 가스로 사용하는 원자층 증착(ALD) 또는 저압 화학 기상 증착(LPCVD) 공정에 의해 선택적으로 성장될 수 있다.The protective spacer 26 may include an insulating material. The protective spacer 26 may be a non-oxide base materail. The protective spacer 26 may be a nitride base material. The protective spacer 26 may include a nitrogen-containing material. The protective spacer 26 may include silicon oxide, silicon nitride, silicon oxynitride, or a combination thereof. In this embodiment, the protective spacer 26 may include silicon nitride. The protective spacer 26 may be formed by a chemical vapor deposition (CVD) or atomic layer deposition (ALD) method. The protective spacer 26 may be selectively grown by an atomic layer deposition (ALD) or low pressure chemical vapor deposition (LPCVD) process using dichlorosilane (SiH2Cl2) and ammonia (NH3) as reactive gases.

보호스페이서(26)는 예비캡핑홀(25A)에 의해 노출된 플러그패턴(24B)의 면적을 감소시킬 수 있다. 따라서, 후속공정에서 플러그패턴(24B)의 손실을 방지할 수 있고, 이웃하는 활성영역(14)과의 접촉불량을 방지할 수 있다.The protective spacer 26 may reduce the area of the plug pattern 24B exposed by the preliminary capping hole 25A. Accordingly, it is possible to prevent the loss of the plug pattern 24B in the subsequent process, and to prevent a contact defect with the neighboring active region 14 .

도 3j 및 4c에 도시된 바와 같이, 예비캡핑홀(25A)을 추가로 리세스할 수 있다. 리세싱 공정은 에치백(etchback) 공정으로 수행하거나 또는 CMP(Chemical mechanical polishing) 공정 및 에치백공정을 순차적으로 수행할 수 있다. 따라서, 캡핑홀(25)이 형성될 수 있다. 캡핑홀(25) 내의 플러그패턴(24B)이 제거될 수 있다. 캡핑홀(25) 내의 비트라인하드마스크(19) 및 비트라인스페이서(22)가 제거될 수 있다. 3J and 4C , the preliminary capping hole 25A may be additionally recessed. The recessing process may be performed as an etchback process, or a chemical mechanical polishing (CMP) process and an etchback process may be sequentially performed. Accordingly, the capping hole 25 may be formed. The plug pattern 24B in the capping hole 25 may be removed. The bit line hard mask 19 and the bit line spacer 22 in the capping hole 25 may be removed.

캡핑홀(25)에 의해 플러그패턴(24B)의 일부가 노출될 수 있다. 캡핑홀(25)에 의해 비트라인하드마스크(19) 및 비트라인스페이서(22)의 일부가 노출될 수 있다. 캡핑홀(25)의 하부면은 비트라인하드마스크(19)의 상부면보다 낮은 레벨에 위치할 수 있고, 비트라인하드마스크(19)의 하부면보다 높은 레벨에 위치할 수 있다. A portion of the plug pattern 24B may be exposed by the capping hole 25 . A portion of the bit line hard mask 19 and the bit line spacer 22 may be exposed by the capping hole 25 . The lower surface of the capping hole 25 may be located at a level lower than the upper surface of the bit line hard mask 19 , and may be located at a higher level than the lower surface of the bit line hard mask 19 .

도 1을 참조하면, 캡핑홀(25) 형성시 좁은식각영역(E1) 및 넓은식각영역(E2)이 형성될 수 있다. 캡핑홀(25) 형성시, 좁은식각영역(E1)의 플러그패턴(24B)은 오픈면적이 좁아 잔류할 수 있다. 캡핑홀(25) 형성시, 넓은식각영역(E2)의 플러그패턴(24B)은 오픈면적이 넓어 제거될 수 있다. 보호스페이서(26)는 좁은식각영역(E1)의 오픈면적을 조절할 수 있다. 보호스페이서(26)는 좁은식각영역(E1)의 오픈면적을 더욱 좁게하여, 좁은식각영역(E1)의 플러그패턴(24B)이 제거되는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 이웃하는 활성영역(14)과의 접촉불량을 방지할 수 있다.Referring to FIG. 1 , a narrow etch region E1 and a wide etch region E2 may be formed when the capping hole 25 is formed. When the capping hole 25 is formed, the plug pattern 24B of the narrow etched region E1 has a narrow open area and may remain. When the capping hole 25 is formed, the plug pattern 24B of the wide etched area E2 has a large open area and thus can be removed. The protective spacer 26 may adjust the open area of the narrow etched region E1 . The protective spacer 26 may further narrow the open area of the narrow etched region E1 to prevent the plug pattern 24B of the narrow etched region E1 from being removed. Accordingly, poor contact with the adjacent active region 14 can be prevented.

도 3k 및 4d에 도시된 바와 같이, 플러그패턴(24B)들의 사이에 캡핑층(27)이 형성될 수 있다. 캡핑층(27)은 캡핑홀(25)을 채울 수 있다. 캡핑층(27)을 형성하기 위해 플러그패턴(24B)을 커버링하는 예비캡핑층(27A)을 형성할 수 있다. 플러그패턴(24B)의 상부면이 노출되도록 예비캡핑층(27A)을 평탄화하는 공정을 포함할 수 있다. 따라서, 플러그패턴(24B)의 상부면이 노출될 수 있다. 캡핑층(27)의 상부면은 플러그패턴(24B)의 상부면과 동일한 레벨일 수 있다. 캡핑층(27)과 플러그패턴(24B)의 사이에 보호스페이서(26)가 위치할 수 있다. 캡핑층(27)의 일부는 기판(11)과 접촉될 수 있다.3K and 4D , a capping layer 27 may be formed between the plug patterns 24B. The capping layer 27 may fill the capping hole 25 . In order to form the capping layer 27 , a preliminary capping layer 27A covering the plug pattern 24B may be formed. A process of planarizing the pre-capping layer 27A to expose the top surface of the plug pattern 24B may be included. Accordingly, the upper surface of the plug pattern 24B may be exposed. The upper surface of the capping layer 27 may be at the same level as the upper surface of the plug pattern 24B. A protective spacer 26 may be positioned between the capping layer 27 and the plug pattern 24B. A portion of the capping layer 27 may be in contact with the substrate 11 .

캡핑층(27)은 절연물질을 포함할 수 있다. 캡핑층(27)은 실리콘산화물, 실리콘질화물, 저유전물질(Low-k materials) 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 캡핑층(27)은 질소함유물질을 포함할 수 있다. 캡핑층(27)은 실리콘산화물, 실리콘질화물, 실리콘산질화물 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 본 실시예에서, 캡핑층(27)은 실리콘질화물로 형성될 수 있다. 캡핑층(27)은 화학기상증착(CVD) 또는 원자층증착(ALD) 방법에 의해 형성될 수 있다. 캡핑층(27)은 디클로로 실란(SiH2Cl2) 및 암모니아(NH3)를 반응 가스로 사용하는 원자층 증착(ALD) 또는 저압 화학 기상 증착(LPCVD) 공정에 의해 선택적으로 성장될 수 있다.The capping layer 27 may include an insulating material. The capping layer 27 may include silicon oxide, silicon nitride, low-k materials, or a combination thereof. The capping layer 27 may include a nitrogen-containing material. The capping layer 27 may include silicon oxide, silicon nitride, silicon oxynitride, or a combination thereof. In this embodiment, the capping layer 27 may be formed of silicon nitride. The capping layer 27 may be formed by a chemical vapor deposition (CVD) or atomic layer deposition (ALD) method. The capping layer 27 may be selectively grown by an atomic layer deposition (ALD) or low pressure chemical vapor deposition (LPCVD) process using dichlorosilane (SiH 2 Cl 2 ) and ammonia (NH 3 ) as reactive gases.

도 3l 및 4e에 도시된 바와 같이, 플러그패턴(24B)이 일정 깊이 리세스될 수 있다. 리세싱 공정은 에치백(etchback) 공정으로 수행하거나 또는 CMP(Chemical mechanical polishing) 공정 및 에치백공정을 순차적으로 수행할 수 있다. 플러그패턴(24B)이 리세스 됨에 따라 하부플러그(24)가 형성될 수 있다. 하부플러그(24)는 도 2b의 하부플러그(24)와 같은 모양을 포함할 수 있다. 하부플러그(24)가 형성됨에 따라 플러그오프닝(27H)이 형성될 수 있다. 하부플러그(24)가 형성됨에 따라 보호스페이서(26)의 측벽의 일부분이 노출될 수 있다. 하부플러그(24)는 리세스된 플러그패턴(24B)으로 지칭될 수 있다.3L and 4E , the plug pattern 24B may be recessed to a predetermined depth. The recessing process may be performed as an etchback process, or a chemical mechanical polishing (CMP) process and an etchback process may be sequentially performed. As the plug pattern 24B is recessed, the lower plug 24 may be formed. The lower plug 24 may have the same shape as the lower plug 24 of FIG. 2B . As the lower plug 24 is formed, a plug opening 27H may be formed. As the lower plug 24 is formed, a portion of the sidewall of the protective spacer 26 may be exposed. The lower plug 24 may be referred to as a recessed plug pattern 24B.

하부플러그(24)는 필라부(24M) 및 연장부(24T)를 포함할 수 있다. 필라부(24M)는 비트라인구조물(BL)의 사이에 위치할 수 있다. 연장부(24T)는 필라부(24M)로부터 연장되어 비트라인구조물들(BL) 중 어느 하나와 오버랩될 수 있다. 하부플러그(24)의 상부면은 비트라인하드마스크(19)의 상부면보다 높은 레벨에 위치할 수 있다. 하부플러그(24)의 상부면은 캡핑층(27)의 상부면보다 낮은 레벨에 위치할 수 있다. 연장부(24T)의 탑뷰는 사각형, 원형, 타원형 등 다양한 모양을 포함할 수 있다. 필라부(24M)는 필라형상(Pillar-Shape)을 포함할 수 있다. 필라부(24M)는 기판과 접촉될 수 있다.The lower plug 24 may include a pillar part 24M and an extension part 24T. The pillar part 24M may be positioned between the bit line structures BL. The extension part 24T may extend from the pillar part 24M to overlap any one of the bit line structures BL. The upper surface of the lower plug 24 may be located at a higher level than the upper surface of the bit line hard mask 19 . The upper surface of the lower plug 24 may be located at a level lower than the upper surface of the capping layer 27 . The top view of the extension part 24T may include various shapes such as a square, a circle, an oval, and the like. The pillar part 24M may include a pillar-shape. The pillar part 24M may be in contact with the substrate.

플러그오프닝(27H)에 의해 하부플러그(24)의 상부면이 노출될 수 있다. 플러그오프닝(27H)에 의해 보호스페이서(26)의 일부가 노출될 수 있다. 보호스페이서(26)는 하부플러그(24)의 측벽을 에워싸는 형상을 포함할 수 있다. 보호스페이서(26)는 연장부(24T)의 측벽을 풀리-커버링(Fully-Covering)할 수 있다. 보호스페이서(26)는 필라부(24M)의 측벽을 부분적으로 커버링할 수 있다. The upper surface of the lower plug 24 may be exposed by the plug opening 27H. A portion of the protective spacer 26 may be exposed by the plug opening 27H. The protective spacer 26 may include a shape surrounding the sidewall of the lower plug 24 . The protective spacer 26 may fully-cover the sidewall of the extension part 24T. The protective spacer 26 may partially cover the sidewall of the pillar part 24M.

플러그물질(24A)을 식각하여 연장부(24T) 및 필라부(24M)를 포함하는 하부플러그(24)를 형성함으로써 공정불량을 줄일 수 있다. 또한, 공정을 단순하게 하여 반도체 장치의 양산성을 확보할 수 있다.Process defects can be reduced by etching the plug material 24A to form the lower plug 24 including the extension part 24T and the pillar part 24M. In addition, it is possible to secure the mass productivity of the semiconductor device by simplifying the process.

도 3m 및 도 4f에 도시된 바와 같이, 하부플러그(24) 상에 오믹콘택층(28)이 형성될 수 있다. 오믹콘택층(28)은 플러그오프닝(27H) 내에 형성될 수 있다. 오믹콘택층(28)의 두께는 연장부(24T)의 두께보다 작을 수 있다.As shown in FIGS. 3M and 4F , an ohmic contact layer 28 may be formed on the lower plug 24 . The ohmic contact layer 28 may be formed in the plug opening 27H. The thickness of the ohmic contact layer 28 may be smaller than the thickness of the extension part 24T.

오믹콘택층(28)을 형성하기 위해 실리사이드화금속층(Silicidable metal layer)의 증착 및 어닐링(annealing)이 수행될 수 있다. 오믹콘택층(28)은 금속실리사이드를 포함할 수 있다. 오믹콘택층(28)은 코발트실리사이드(CoSix)를 포함할 수 있다. 본 실시예에서, 오믹콘택층(28)은 'CoSi2상'의 코발트실리사이드를 포함할 수 있다. 따라서, 콘택저항을 개선시킴과 동시에 저저항의 코발트실리사이드를 형성할 수 있다.Deposition and annealing of a silicidable metal layer may be performed to form the ohmic contact layer 28 . The ohmic contact layer 28 may include metal silicide. The ohmic contact layer 28 may include cobalt silicide (CoSi x ). In the present embodiment, the ohmic contact layer 28 may include cobalt silicide in the 'CoSi 2 phase'. Accordingly, it is possible to form cobalt silicide of low resistance while improving the contact resistance.

비트라인구조물(BL)의 상부면보다 높은 레벨에서 오믹콘택층(28)을 형성하므로, 오믹콘택층(28)의 형성이 용이할 수 있다. 또한, 넓은 면적을 갖는 오믹콘택층(28)을 형성할 수 있으므로 콘택저항이 개선될 수 있다.Since the ohmic contact layer 28 is formed at a level higher than the upper surface of the bit line structure BL, the ohmic contact layer 28 may be easily formed. In addition, since the ohmic contact layer 28 having a large area can be formed, contact resistance can be improved.

도 3n 및 도 4g에 도시된 바와 같이, 오믹콘택층(28) 상에 상부플러그(29)가 형성될 수 있다. 상부플러그(29)를 형성하기 위해 오믹콘택층(28)을 커버링하는 예비상부플러그(29A)를 형성할 수 있다. 캡핑층(27)의 상부면이 노출되도록 예비상부플러그(29A)를 평탄화하는 공정을 포함할 수 있다. 따라서, 캡핑층(27)의 상부면이 노출될 수 있다. 상부플러그(29)의 상부면은 캡핑층(27)의 상부면과 동일한 레벨일 수 있다. 3N and 4G , an upper plug 29 may be formed on the ohmic contact layer 28 . A preliminary upper plug 29A covering the ohmic contact layer 28 may be formed to form the upper plug 29 . A process of planarizing the preliminary upper plug 29A so that the upper surface of the capping layer 27 is exposed may be included. Accordingly, the upper surface of the capping layer 27 may be exposed. The upper surface of the upper plug 29 may be at the same level as the upper surface of the capping layer 27 .

상부플러그(29)는 플러그오프닝(27H)을 채울 수 있다. 상부플러그(29)는 부분적으로 비트라인구조물(BL)과 오버랩될 수 있다. 상부플러그(29)와 캡핑층(27)의 사이에 보호스페이서(26)가 위치할 수 있다. 상부플러그(29)를 보호스페이서(26)가 에워싸는 형상을 포함할 수 있다. 상부플러그(29)를 보호스페이서(26)가 커버링할 수 있다. 상부플러그(29)를 캡핑층(27)이 커버링할 수 있다. 상부플러그(29)의 바닥면은 비트라인하드마스크(19)의 상부면보다 높은 레벨일 수 있다. 상부플러그(29), 오믹콘택층(28) 및 하부플러그의 연장부(24T)는 동일한 너비를 가질 수 있다. 상부플러그(29)의 두께는 하부플러그의 연장부(24T)의 두께보다 작을 수 있다. 상부플러그(29)의 두께는 오믹콘택층(28)의 두께보다 클 수 있다. 상부플러그(29)의 탑뷰는 사각형, 원형, 타원형 등 다양한 모양을 포함할 수 있다. 본 실시예에서 상부플러그(29)의 탑뷰는 직사각형 형상을 포함할 수 있다.The upper plug 29 may fill the plug opening 27H. The upper plug 29 may partially overlap the bit line structure BL. A protective spacer 26 may be positioned between the upper plug 29 and the capping layer 27 . The upper plug 29 may have a shape in which the protective spacer 26 surrounds it. A protective spacer 26 may cover the upper plug 29 . A capping layer 27 may cover the upper plug 29 . The bottom surface of the upper plug 29 may be at a higher level than the top surface of the bit line hard mask 19 . The upper plug 29, the ohmic contact layer 28, and the extension 24T of the lower plug may have the same width. The thickness of the upper plug 29 may be smaller than the thickness of the extension 24T of the lower plug. The thickness of the upper plug 29 may be greater than the thickness of the ohmic contact layer 28 . The top view of the upper plug 29 may include various shapes, such as a square, a circle, an oval. In this embodiment, the top view of the upper plug 29 may include a rectangular shape.

상부플러그(29)는 하부플러그(24)와 다른 물질을 포함할 수 있다. 상부플러그(29)는 금속함유물질을 포함할 수 있다. 상부플러그(29)는 도전성 물질을 포함할 수 있다. 상부플러그(29)는 금속을 포함할 수 있다. 상부플러그(29)는 금(Au), 은(Ag), 구리(Cu), 알루미늄(Al), 니켈(Ni), 텅스텐(W), 티타늄(Ti), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 주석(Sn), 납(Pb), 아연(Zn), 인듐(In), 카드뮴(Cd), 크롬(Cr) 및 몰리브덴(Mo) 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있다. 상부플러그(29)는 텅스텐(W) 함유물질을 포함할 수 있다. 본 실시예에서, 상부플러그(29)는 텅스텐(W) 또는 텅스텐화합물을 포함할 수 있다. The upper plug 29 may include a material different from that of the lower plug 24 . The upper plug 29 may include a metal-containing material. The upper plug 29 may include a conductive material. The upper plug 29 may include a metal. The upper plug 29 is gold (Au), silver (Ag), copper (Cu), aluminum (Al), nickel (Ni), tungsten (W), titanium (Ti), platinum (Pt), palladium (Pd) , tin (Sn), lead (Pb), zinc (Zn), indium (In), cadmium (Cd), chromium (Cr), and may include any one or more of molybdenum (Mo). The upper plug 29 may include a tungsten (W)-containing material. In this embodiment, the upper plug 29 may include tungsten (W) or a tungsten compound.

상부플러그(29)는 화학기상증착(CVD), 물리기상증착(PVD) 또는 원자층증착(ALD) 방법에 의해 형성될 수 있다. 상부플러그(29)는 증착효과를 증가시키기 위해 플라즈마를 사용할 수도 있다. 즉, 상부플러그(29)는 PECVD(Plasma Enhanced CVD), PEALD(Plasma Enhanced ALD) 등의 방법에 의해 형성될 수 있다. 본 실시예에서 상부플러그(29)는 화학기상증착(CVD)에 의해 형성될 수 있다.The upper plug 29 may be formed by a chemical vapor deposition (CVD), physical vapor deposition (PVD), or atomic layer deposition (ALD) method. The upper plug 29 may use plasma to increase the deposition effect. That is, the upper plug 29 may be formed by a method such as plasma enhanced CVD (PECVD) or plasma enhanced ALD (PEALD). In this embodiment, the upper plug 29 may be formed by chemical vapor deposition (CVD).

상부플러그(29)는 오믹콘택층(28) 상에 형성되므로, 넓은 면적을 갖는 상부플러그(29)가 형성될 수 있다. 따라서, 콘택의 접촉불량을 개선할 수 있다.Since the upper plug 29 is formed on the ohmic contact layer 28 , the upper plug 29 having a large area can be formed. Accordingly, the contact defect of the contact can be improved.

도 3o에 도시된 바와 같이, 상부플러그(29) 및 캡핑층(27) 상에 식각정지층(30)이 형성될 수 있다. 상부플러그(29) 상에 상부플러그(29)와 전기적으로 연결되는 메모리요소(31)가 형성될 수 있다. 메모리요소(31)는 도전층을 포함할 수 있다. 메모리요소(31)는 다양한 형태로 구현될 수 있다. 메모리요소(31)는 캐패시터(Capacitor)일 수 있다. 따라서, 메모리요소(31)는 상부플러그(29)와 접촉하는 스토리지노드를 포함할 수 있다. 스토리지노드는 실린더 또는 필라 형태일 수 있다. 스토리지노드의 표면상에 캐패시터 유전층이 형성될 수 있다. 캐패시터 유전층은 지르코늄산화물, 알루미늄산화물 또는 하프늄산화물 중에서 선택된 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 예를 들어, 캐패시터 유전층은 제1지르코늄산화물, 알루미늄산화물 및 제2지르코늄산화물이 적층된 ZAZ 구조가 될 수 있다. 캐패시터 유전층 상에 플레이트노드가 형성된다. 스토리지노드와 플레이트노드는 금속함유물질을 포함할 수 있다. 메모리요소(31)는 가변저항체를 포함할 수 있다. 가변 저항체는 상변화 물질을 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 가변저항체는 전이 금속 산화물을 포함할 수 있다. 또다른 실시예에서, 가변저항체는 자기터널 접합일 수 있다.As shown in FIG. 3O , an etch stop layer 30 may be formed on the upper plug 29 and the capping layer 27 . A memory element 31 electrically connected to the upper plug 29 may be formed on the upper plug 29 . The memory element 31 may include a conductive layer. The memory element 31 may be implemented in various forms. The memory element 31 may be a capacitor. Accordingly, the memory element 31 may include a storage node in contact with the top plug 29 . The storage node may be in the form of a cylinder or a pillar. A capacitor dielectric layer may be formed on the surface of the storage node. The capacitor dielectric layer may include at least one selected from zirconium oxide, aluminum oxide, and hafnium oxide. For example, the capacitor dielectric layer may have a ZAZ structure in which a first zirconium oxide, an aluminum oxide, and a second zirconium oxide are stacked. A plate node is formed on the capacitor dielectric layer. The storage node and the plate node may include a metal-containing material. The memory element 31 may include a variable resistor. The variable resistor may include a phase change material. In another embodiment, the variable resistor may include a transition metal oxide. In another embodiment, the variable resistor may be a magnetic tunnel junction.

상술한 실시예에 따르면, 연장부(24T)를 포함하는 하부플러그(24)를 형성함으로써 공정불량을 감소시킬 수 있다. 또한, 공정을 단순하게 하여 반도체 장치의 양산성을 확보할 수 있다. 또한, 보호스페이서(26)는 좁은식각영역(E1)의 오픈면적을 좁게하여, 좁은식각영역(E1)의 플러그패턴(24B)이 제거되는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 이웃하는 활성영역(14)과의 접촉불량을 방지할 수 있다. 아울러, 비트라인구조물(BL)의 상부면보다 높은 레벨에 오믹콘택층(28)을 형성함으로써 오믹콘택층(28) 형성을 용이하게 할 수 있다. 넓은 면적을 갖는 오믹콘택층(28)을 형성할 수 있으므로 콘택저항이 개선될 수 있다. 넓은 면적을 갖는 상부플러그(29)가 형성될 수 있으므로 콘택의 접촉불량을 개선할 수 있다.According to the above-described embodiment, it is possible to reduce process defects by forming the lower plug 24 including the extension part 24T. In addition, it is possible to secure the mass productivity of the semiconductor device by simplifying the process. In addition, the protective spacer 26 may prevent the plug pattern 24B of the narrow etched region E1 from being removed by narrowing the open area of the narrow etched region E1 . Accordingly, poor contact with the adjacent active region 14 can be prevented. In addition, the ohmic contact layer 28 may be easily formed by forming the ohmic contact layer 28 at a level higher than the upper surface of the bit line structure BL. Since the ohmic contact layer 28 having a large area can be formed, contact resistance can be improved. Since the upper plug 29 having a large area can be formed, contact failure of the contact can be improved.

도 5는 일 실시예에 따른 반도체장치(200)를 도시한 도면이다. 도 5는 일 실시예에 따른 반도체장치(200)의 탑뷰(Top-View)를 도시한 도면이다. 5 is a diagram illustrating a semiconductor device 200 according to an exemplary embodiment. 5 is a diagram illustrating a top view of the semiconductor device 200 according to an exemplary embodiment.

반도체장치(200)는 메모리셀영역(CELL)과 주변회로영역(PERI)을 포함할 수 있다. The semiconductor device 200 may include a memory cell region CELL and a peripheral circuit region PERI.

메모리셀영역(CELL)은 복수의 메모리셀을 포함할 수 있다. 각각의 메모리셀은 메모리셀활성영역(104C), 소자분리층(도시생략), 매립게이트구조물(BG), 비트라인구조물(BL) 및 메모리요소(133)를 포함할 수 있다. 매립게이트구조물(BG)은 제1방향(X)으로 연장될 수 있고, 비트라인구조물(BL)은 제2방향(Y)으로 연장될 수 있다. 제1방향(X)과 제2방향(Y)은 서로 교차할 수 있다. 각각의 비트라인구조물(BL)은 비트라인(111C) 및 비트라인스페이서(115C)를 포함할 수 있다. 각각의 메모리셀은 하부플러그(도시생략), 상부플러그(128C), 보호스페이서(123) 및 캡핑층(124)을 포함할 수 있다. 상부플러그(128C)는 비트라인구조물(BL)에 오버랩될 수 있다. 보호스페이서(123)는 상부플러그(128C)를 에워싸는 형상(Surrounding-Shape)일 수 있다. 보호스페이서(123)는 상부플러그(128C)의 일측면에 접촉될 수 있다. 보호스페이서(123)는 상부플러그(128C)를 커버링할 수 있다. 캡핑층(124)은 상부플러그(128C)를 커버링할 수 있다. 캡핑층(124)은 보호스페이서(123)를 커버링할 수 있다. 상부플러그(128C)는 비트라인구조물(BL)에 오버랩될 수 있다. 보호스페이서(123) 및 캡핑층(124)은 상부플러그(128C)와 오버랩되지 않을 수 있다. 상부플러그(128C)의 탑뷰는 사각형, 원형, 타원형 등 다양한 모양을 포함할 수 있다. The memory cell region CELL may include a plurality of memory cells. Each memory cell may include a memory cell active region 104C, an isolation layer (not shown), a buried gate structure BG, a bit line structure BL, and a memory element 133 . The buried gate structure BG may extend in the first direction X, and the bit line structure BL may extend in the second direction Y. The first direction (X) and the second direction (Y) may cross each other. Each bit line structure BL may include a bit line 111C and a bit line spacer 115C. Each memory cell may include a lower plug (not shown), an upper plug 128C, a protective spacer 123 , and a capping layer 124 . The upper plug 128C may overlap the bit line structure BL. The protective spacer 123 may have a shape (Surrounding-Shape) surrounding the upper plug 128C. The protective spacer 123 may be in contact with one side of the upper plug 128C. The protective spacer 123 may cover the upper plug 128C. The capping layer 124 may cover the upper plug 128C. The capping layer 124 may cover the protective spacer 123 . The upper plug 128C may overlap the bit line structure BL. The protective spacer 123 and the capping layer 124 may not overlap the upper plug 128C. The top view of the upper plug 128C may include various shapes, such as a square, a circle, an oval.

주변회로영역(PERI)에는 주변회로를 구성하는 트랜지스터가 형성될 수 있다. 주변회로영역(PERI)은 적어도 하나 이상의 트랜지스터가 형성될 영역을 지칭할 수 있다. 주변회로영역(PERI)은 센스앰프(SA)일 수 있다. 주변회로영역(PERI)은 서브워드라인드라이버(SWD)일 수 있다. 주변회로영역(PERI)의 트랜지스터는 메모리셀영역(CELL)의 비트라인에 접속되는 트랜지스터일 수 있다. 주변회로영역(PERI)의 트랜지스터는 메모리셀영역(CELL)의 워드라인에 접속되는 트랜지스터일 수 있다. 주변회로영역(PERI)은 주변회로활성영역(104P) 및 페리게이트구조물(PG)을 포함할 수 있다.Transistors constituting the peripheral circuit may be formed in the peripheral circuit region PERI. The peripheral circuit region PERI may refer to a region in which at least one transistor is to be formed. The peripheral circuit area PERI may be the sense amplifier SA. The peripheral circuit area PERI may be a sub-word line driver SWD. The transistor of the peripheral circuit region PERI may be a transistor connected to the bit line of the memory cell region CELL. The transistor of the peripheral circuit region PERI may be a transistor connected to the word line of the memory cell region CELL. The peripheral circuit region PERI may include a peripheral circuit active region 104P and a perigate structure PG.

도 6은 도 5의 A-A' 및 C-C'선에 따른 단면도이다. 도 5에서 B-B'선에 따른 반도체장치(200)의 단면도는 도 2c와 같을 수 있다. 따라서, 이하 A-A' 및 C-C'선에 따른 반도체장치(200)만 설명하기로 한다.6 is a cross-sectional view taken along lines A-A' and C-C' of FIG. 5 . A cross-sectional view of the semiconductor device 200 taken along the line B-B' in FIG. 5 may be the same as that of FIG. 2C. Accordingly, only the semiconductor device 200 along lines A-A' and C-C' will be described below.

도 6에 도시된 바와 같이, 반도체장치(200)는 기판(101), 기판(101) 상에 형성된 메모리셀영역(CELL) 및 주변회로영역(PERI)을 포함할 수 있다.6 , the semiconductor device 200 may include a substrate 101 , a memory cell region CELL formed on the substrate 101 , and a peripheral circuit region PERI.

기판(101)에 소자분리층(103)이 형성될 수 있다. 소자분리층(103)은 분리트렌치(102) 내에 위치할 수 있다. 소자분리층(103)에 의해 기판(101)에 복수의 활성영역(104C, 104P)이 정의될 수 있다. 소자분리층(103)에 의해 메모리셀영역(CELL)에 메모리셀활성영역(104C)이 정의될 수 있다. 복수의 메모리셀활성영역(104C)은 소자분리층(103)에 의해 고립된 형상을 가질 수 있다. 소자분리층(103)에 의해 주변회로영역(PERI)에 주변회로활성영역(104P)이 정의될 수 있다.A device isolation layer 103 may be formed on the substrate 101 . The device isolation layer 103 may be located in the isolation trench 102 . A plurality of active regions 104C and 104P may be defined on the substrate 101 by the device isolation layer 103 . A memory cell active region 104C may be defined in the memory cell region CELL by the device isolation layer 103 . The plurality of memory cell active regions 104C may have a shape isolated by the device isolation layer 103 . The peripheral circuit active region 104P may be defined in the peripheral circuit region PERI by the device isolation layer 103 .

기판(101)은 반도체기판을 포함할 수 있다. 기판(101)은 실리콘을 함유하는 물질로 이루어질 수 있다. 기판(101)은 Ⅲ-Ⅴ족 반도체기판을 포함할 수 있다. The substrate 101 may include a semiconductor substrate. The substrate 101 may be made of a material containing silicon. The substrate 101 may include a III-V group semiconductor substrate.

소자분리층(103)은 트렌치 식각에 의해 형성된 STI 영역일 수 있다. 소자분리층(103)은 분리트렌치(102)에 절연물질을 채워 형성할 수 있다. 소자분리층(103)은 실리콘산화물, 실리콘질화물 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. The device isolation layer 103 may be an STI region formed by trench etching. The device isolation layer 103 may be formed by filling the isolation trench 102 with an insulating material. The device isolation layer 103 may include silicon oxide, silicon nitride, or a combination thereof.

이하, 메모리셀영역(CELL)의 구조를 살펴보도록 한다.Hereinafter, the structure of the memory cell region CELL will be described.

메모리셀활성영역(104C) 내에 소스/드레인영역(SD)이 위치할 수 있다. 셀소스/드레인영역(SD) 은 N형 불순물 또는 P형 불순물로 도핑될 수 있다. 셀소스/드레인영역(SD)은 비소(As) 또는 인(P) 등의 N형 불순물을 포함할 수 있다. A source/drain region SD may be located in the memory cell active region 104C. The cell source/drain region SD may be doped with an N-type impurity or a P-type impurity. The cell source/drain region SD may include N-type impurities such as arsenic (As) or phosphorus (P).

기판(101) 상에 비트라인콘택플러그(109C)가 형성될 수 있다. 비트라인콘택플러그(109C)는 셀소스/드레인영역(SD)에 접속될 수 있다. 비트라인콘택플러그(109C)는 셀영역층간절연층(105)을 관통하여 형성될 수 있다. 셀영역층간절연층(105)은 기판(101)상에 형성될 수 있다. 셀영역층간절연층(105)은 절연물질을 포함할 수 있다. 비트라인콘택플러그(109C)의 하부면은 기판(101)의 상부면보다 레벨이 낮을 수 있다. 비트라인콘택플러그(109C)는 폴리실리콘 또는 금속물질로 형성될 수 있다.A bit line contact plug 109C may be formed on the substrate 101 . The bit line contact plug 109C may be connected to the cell source/drain region SD. The bit line contact plug 109C may be formed through the cell region interlayer insulating layer 105 . The cell region interlayer insulating layer 105 may be formed on the substrate 101 . The cell region interlayer insulating layer 105 may include an insulating material. The lower surface of the bit line contact plug 109C may have a lower level than the upper surface of the substrate 101 . The bit line contact plug 109C may be formed of polysilicon or a metal material.

비트라인콘택플러그(109C) 상에 비트라인구조물(BL)이 위치할 수 있다. 비트라인구조물(BL)은 셀배리어메탈층(110C), 비트라인(111C) 및 비트라인하드마스크(112C)를 포함할 수 있다. 셀배리어메탈층(110C), 비트라인(111C) 및 비트라인하드마스크(112C)의 너비는 동일할 수 있다. 비트라인콘택플러그(109C)의 너비는 비트라인구조물(BL)의 너비와 동일할 수 있다. 비트라인구조물(BL)은 라인형상으로 연장될 수 있다. A bit line structure BL may be positioned on the bit line contact plug 109C. The bit line structure BL may include a cell barrier metal layer 110C, a bit line 111C, and a bit line hard mask 112C. The cell barrier metal layer 110C, the bit line 111C, and the bit line hard mask 112C may have the same width. The width of the bit line contact plug 109C may be the same as the width of the bit line structure BL. The bit line structure BL may extend in a line shape.

비트라인콘택플러그(109C) 상에 셀배리어메탈층(110C)이 위치할 수 있다. 셀배리어메탈층(110C)은 티타늄질화물(TiN)을 함유하는 물질을 포함할 수 있다. 셀배리어메탈층(110C) 상에 비트라인(111C)이 위치할 수 있다. 비트라인(111C)은 텅스텐함유물질을 포함할 수 있다. 비트라인(111C)은 텅스텐(W) 또는 텅스텐화합물을 포함할 수 있다. 비트라인(111C) 상에 비트라인하드마스크(112C)가 위치할 수 있다. 비트라인하드마스크(112C)는 절연물질을 포함할 수 있다. 비트라인하드마스크(112C)는 비트라인(111C)에 대하여 식각선택비를 갖는 물질을 포함할 수 있다. 비트라인하드마스크(112C)는 실리콘질화물로 형성될 수 있다.A cell barrier metal layer 110C may be positioned on the bit line contact plug 109C. The cell barrier metal layer 110C may include a material containing titanium nitride (TiN). A bit line 111C may be positioned on the cell barrier metal layer 110C. The bit line 111C may include a tungsten-containing material. The bit line 111C may include tungsten (W) or a tungsten compound. A bit line hard mask 112C may be positioned on the bit line 111C. The bit line hard mask 112C may include an insulating material. The bit line hard mask 112C may include a material having an etch selectivity with respect to the bit line 111C. The bit line hard mask 112C may be formed of silicon nitride.

비트라인구조물(BL)의 양측벽에 비트라인스페이서(115C)가 위치할 수 있다. 비트라인스페이서(115C)는 라인형상으로 연장될 수 있다. 비트라인스페이서(115C)의 상부면은 비트라인구조물(BL)의 상부면과 동일레벨일 수 있다. 비트라인스페이서(115C)는 절연물질을 포함할 수 있다. 비트라인스페이서(115C)는 저유전물질을 포함할 수 있다. 비트라인스페이서(115C)는 다층 스페이서를 포함할 수 있다. 비트라인스페이서(115C)는 에어갭(air gap, 도시생략)을 포함할 수 있다. 다층 스페이서는 질화물스페이서들 사이에 산화물스페이서가 위치하는 NON 구조를 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 다층 스페이서는 제1스페이서, 제2스페이서 및 제1스페이서와 제2스페이서 사이의 에어갭을 포함할 수 있다.A bit line spacer 115C may be positioned on both sidewalls of the bit line structure BL. The bit line spacer 115C may extend in a line shape. The upper surface of the bit line spacer 115C may be at the same level as the upper surface of the bit line structure BL. The bit line spacer 115C may include an insulating material. The bit line spacer 115C may include a low-k material. The bit line spacer 115C may include a multi-layer spacer. The bit line spacer 115C may include an air gap (not shown). The multilayer spacer may include a NON structure in which oxide spacers are positioned between nitride spacers. In another embodiment, the multilayer spacer may include a first spacer, a second spacer, and an air gap between the first spacer and the second spacer.

비트라인구조물(BL)들의 사이에, 비트라인구조물(BL)의 상부면을 커버링하는 하부플러그(120)가 위치할 수 있다. 하부플러그(120)의 형상은 도 2b의 하부플러그(24)의 형상과 같을 수 있다. 하부플러그(120)는 필라부(120M)와 연장부(120T)를 포함할 수 있다. 필라부(120M)는 비트라인구조물(BL)들의 사이에 위치할 수 있다. 연장부(120T)는 필라부(120M)로부터 연장되어 비트라인구조물(BL)들 중 어느 하나와 오버랩될 수 있다. 연장부(120T)는 비트라인구조물(BL)들 중 어느 하나와 부분적으로 오버랩될 수 있다. 비트라인구조물(BL)은 도전성라인패턴에 포함되는 개념일 수 있다. A lower plug 120 covering the upper surface of the bit line structure BL may be positioned between the bit line structures BL. The shape of the lower plug 120 may be the same as that of the lower plug 24 of FIG. 2B . The lower plug 120 may include a pillar part 120M and an extension part 120T. The pillar part 120M may be positioned between the bit line structures BL. The extension part 120T may extend from the pillar part 120M to overlap any one of the bit line structures BL. The extension 120T may partially overlap any one of the bit line structures BL. The bit line structure BL may be a concept included in the conductive line pattern.

하부플러그(120)의 상부면은 비트라인구조물(BL)의 상부면보다 높은 레벨에 위치할 수 있다. 연장부(120T)의 상부면은 비트라인구조물(BL)의 상부면보다 높은 레벨에 위치할 수 있다. 필라부(120M)와 비트라인구조물(BL) 사이에 비트라인스페이서(115C)가 위치할 수 있다. 필라부(120M)의 바닥면은 기판(101)의 상부면보다 낮은 레벨에 위치할 수 있다. 필라부(120M)의 바닥면은 셀소스/드레인영역(SD)에 접속될 수 있다. 필라부(120M)의 하부는 측면방향으로 확장되어 벌브 형상(Bulb type)을 가질 수 있다. 연장부(120T)의 탑뷰(Top-View)는 사각형, 원형 또는 타원형을 포함할 수 있다. The upper surface of the lower plug 120 may be positioned at a higher level than the upper surface of the bit line structure BL. The upper surface of the extension part 120T may be positioned at a higher level than the upper surface of the bit line structure BL. A bit line spacer 115C may be positioned between the pillar part 120M and the bit line structure BL. The bottom surface of the pillar part 120M may be located at a level lower than the top surface of the substrate 101 . A bottom surface of the pillar part 120M may be connected to the cell source/drain region SD. A lower portion of the pillar part 120M may extend in a lateral direction to have a bulb type. A top-view of the extension part 120T may include a quadrangle, a circle, or an oval.

하부플러그(120)는 실리콘함유 물질을 포함할 수 있다. 필라부(120M)와 연장부(120T)는 동일한물질을 포함할 수 있다. 필라부(120M)와 연장부(120T)는 실리콘함유 물질을 포함할 수 있다. 필라부(120M)와 연장부(120T)는 불순물로 도핑될 수 있다. 예컨대, 임플란트(Implantation) 등의 도핑공정(Doping process)에 의해 불순물이 도핑될 수 있다. 본 실시예에서, 필라부(24M)와 연장부(24T)는 폴리실리콘을 포함할 수 있다. The lower plug 120 may include a silicon-containing material. The pillar part 120M and the extension part 120T may include the same material. The pillar part 120M and the extension part 120T may include a silicon-containing material. The pillar part 120M and the extension part 120T may be doped with impurities. For example, impurities may be doped by a doping process such as implantation. In this embodiment, the pillar part 24M and the extension part 24T may include polysilicon.

하부플러그(120) 상에 셀오믹콘택층(127C)이 위치할 수 있다. 셀오믹콘택층(127C)은 코발트실리사이드(CoSix)를 포함할 수 있다. 본 실시예에서, 셀오믹콘택층(127C)은 'CoSi2상'의 코발트실리사이드를 포함할 수 있다. 따라서, 콘택저항을 개선시킴과 동시에 저저항의 코발트실리사이드를 형성할 수 있다.A celohmic contact layer 127C may be positioned on the lower plug 120 . The cell ohmic contact layer 127C may include cobalt silicide (CoSi x ). In the present embodiment, the celohmic contact layer 127C may include cobalt silicide on 'CoSi 2 phase'. Accordingly, it is possible to form cobalt silicide of low resistance while improving the contact resistance.

셀오믹콘택층(127C) 상에 상부플러그(128C)가 위치할 수 있다. 상부플러그(128C)는 금속함유물질을 포함할 수 있다. 상부플러그(128C)는 도전성 물질을 포함할 수 있다. 상부플러그(128C)는 금속함유물질을 포함할 수 있다. 상부플러그(128C)는 텅스텐(W) 함유물질을 포함할 수 있다. 상부플러그(128C)는 텅스텐(W)을 포함할 수 있다.An upper plug 128C may be positioned on the celomic contact layer 127C. The upper plug 128C may include a metal-containing material. The upper plug 128C may include a conductive material. The upper plug 128C may include a metal-containing material. The upper plug 128C may include a tungsten (W)-containing material. The upper plug 128C may include tungsten (W).

하부플러그(120)들의 사이에 캡핑홀(122)이 위치할 수 있다. 캡핑홀(122)의 바닥면은 하부플러그(120), 비트라인스페이서(115C) 및 비트라인하드마스크(112C) 상에 위치할 수 있다. 캡핑홀(122)의 바닥면은 비트라인하드마스크(112C)의 바닥면보다 높은 레벨에 위치할 수 있고, 비트라인하드마스크(112C)의 상부면보다 낮은 레벨에 위치할 수 있다. 캡핑홀(122)의 상부면은 상부플러그(128C)의 상부면과 동일한 레벨에 위치할 수 있다.A capping hole 122 may be positioned between the lower plugs 120 . The bottom surface of the capping hole 122 may be positioned on the lower plug 120 , the bit line spacer 115C and the bit line hard mask 112C. The bottom surface of the capping hole 122 may be located at a level higher than the bottom surface of the bit line hard mask 112C, and may be located at a level lower than the top surface of the bit line hard mask 112C. The upper surface of the capping hole 122 may be located at the same level as the upper surface of the upper plug 128C.

하부플러그(120)들 사이에 캡핑층(124)이 위치할 수 있다. 캡핑층(124)은 캡핑홀(122)을 채울 수 있다. 캡핑층(124)은 하부플러그(120)를 커버링할 수 있다. 캡핑층(124)은 상부플러그(128C)를 커버링할 수 있다. 캡핑층(124)의 상부면은 상부플러그(128C)의 상부면과 동일레벨일 수 있다. 캡핑층(124)의 상부면은 하부플러그(120)의 상부면보다 높은레벨일 수 있다. 캡핑층(124)은 상부플러그(128C)와 오버랩되지 않을 수 있다. 캡핑층(124)은 하부플러그(120)의 필라부(120M)와 부분적으로 오버랩될 수 있다. 캡핑층(124)의 상부면은 연장부(120T)의 상부면보다 높은레벨에 있을 수 있다. 캡핑층(124)의 일부는 기판(101)에 접촉될 수 있다. A capping layer 124 may be positioned between the lower plugs 120 . The capping layer 124 may fill the capping hole 122 . The capping layer 124 may cover the lower plug 120 . The capping layer 124 may cover the upper plug 128C. The upper surface of the capping layer 124 may be at the same level as the upper surface of the upper plug 128C. The upper surface of the capping layer 124 may be at a higher level than the upper surface of the lower plug 120 . The capping layer 124 may not overlap the upper plug 128C. The capping layer 124 may partially overlap the pillar part 120M of the lower plug 120 . The upper surface of the capping layer 124 may be at a higher level than the upper surface of the extension part 120T. A portion of the capping layer 124 may be in contact with the substrate 101 .

캡핑층(124)은 절연물질을 포함할 수 있다. 캡핑층(124)은 질소함유물질을 포함할 수 있다. 캡핑층(124)은 실리콘산화물, 실리콘질화물, 실리콘산질화물 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 본 실시예에서, 캡핑층(124)은 실리콘질화물로 형성될 수 있다. 캡핑층(124)은 화학기상증착(CVD) 또는 원자층증착(ALD) 방법에 의해 형성될 수 있다. 캡핑층(124)은 디클로로 실란(SiH2Cl2) 및 암모니아(NH3)를 반응 가스로 사용하는 원자층 증착(ALD) 또는 저압 화학 기상 증착(LPCVD) 공정에 의해 선택적으로 성장될 수 있다.The capping layer 124 may include an insulating material. The capping layer 124 may include a nitrogen-containing material. The capping layer 124 may include silicon oxide, silicon nitride, silicon oxynitride, or a combination thereof. In this embodiment, the capping layer 124 may be formed of silicon nitride. The capping layer 124 may be formed by a chemical vapor deposition (CVD) or atomic layer deposition (ALD) method. The capping layer 124 may be selectively grown by an atomic layer deposition (ALD) or low pressure chemical vapor deposition (LPCVD) process using dichlorosilane (SiH 2 Cl 2 ) and ammonia (NH 3 ) as reactive gases.

캡핑층(124)과 상부플러그(128C)의 사이에 보호스페이서(123)가 위치할 수 있다. 캡핑층(124)과 하부플러그(120)의 사이에 보호스페이서(123)가 위치할 수 있다. 보호스페이서(123)는 하부플러그(120)를 에워싸는 형상(Surronding-Shape)을 포함할 수 있다. 보호스페이서(123)는 연장부(120T)의 측벽을 풀리-커버링(Fully-Covering)할 수 있다. 보호스페이서(123)는 필라부(120M)의 측벽을 부분적으로 커버링할 수 있다. 보호스페이서(123)는 상부플러그(128C)의 측벽을 커버링할 수 있다. 캡핑층(124)은 보호스페이서(123)의 측벽을 커버링할 수 있다. 보호스페이서(123)는 비트라인하드마스크(112C)의 일부와 접촉될 수 있다. 보호스페이서(123)의 상부면은 상부플러그(128C)의 상부면과 동일한 레벨에 위치할 수 있다. A protective spacer 123 may be positioned between the capping layer 124 and the upper plug 128C. A protective spacer 123 may be positioned between the capping layer 124 and the lower plug 120 . The protective spacer 123 may include a shape (Surronding-Shape) surrounding the lower plug 120 . The protective spacer 123 may fully-cover the sidewall of the extension part 120T. The protective spacer 123 may partially cover the sidewall of the pillar part 120M. The protective spacer 123 may cover the sidewall of the upper plug 128C. The capping layer 124 may cover a sidewall of the protective spacer 123 . The protective spacer 123 may be in contact with a portion of the bit line hard mask 112C. The upper surface of the protective spacer 123 may be positioned at the same level as the upper surface of the upper plug 128C.

보호스페이서(123)는 절연물질을 포함할 수 있다. 보호스페이서(123)는 질소함유물질을 포함할 수 있다. 보호스페이서(123)는 실리콘산화물, 실리콘질화물, 실리콘산질화물 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 본 실시예에서, 보호스페이서(123)는 실리콘질화물을 포함할 수 있다. 보호스페이서(123)는 화학기상증착(CVD) 또는 원자층증착(ALD) 방법에 의해 형성될 수 있다. 보호스페이서(123)는 디클로로 실란(SiH2Cl2) 및 암모니아(NH3)를 반응 가스로 사용하는 원자층 증착(ALD) 또는 저압 화학 기상 증착(LPCVD) 공정에 의해 선택적으로 성장될 수 있다. The protective spacer 123 may include an insulating material. The protective spacer 123 may include a nitrogen-containing material. The protective spacer 123 may include silicon oxide, silicon nitride, silicon oxynitride, or a combination thereof. In this embodiment, the protective spacer 123 may include silicon nitride. The protective spacer 123 may be formed by a chemical vapor deposition (CVD) or atomic layer deposition (ALD) method. The protective spacer 123 may be selectively grown by an atomic layer deposition (ALD) or low pressure chemical vapor deposition (LPCVD) process using dichlorosilane (SiH 2 Cl 2 ) and ammonia (NH 3 ) as reactive gases.

도 5를 참조하면, 캡핑홀(122) 형성시 좁은식각영역(E1) 및 넓은식각영역(E2)이 형성될 수 있다. 캡핑홀(122) 형성시, 좁은식각영역(E1)의 플러그물질은 오픈면적이 좁으므로 잔류할 수 있다. 캡핑홀(122) 형성시, 넓은식각영역(E2)의 플러그물질은 오픈면적이 넓으므로 제거될 수 있다. 보호스페이서(123)는 좁은식각영역(E1)의 오픈면적을 조절할 수 있다. 보호스페이서(123)는 좁은식각영역(E1)의 오픈면적을 더욱 좁게하여, 하부플러그(120)가 제거되는 것을 방지할 수 있다.Referring to FIG. 5 , a narrow etch region E1 and a wide etch region E2 may be formed when the capping hole 122 is formed. When the capping hole 122 is formed, the plug material of the narrow etched region E1 may remain because the open area is narrow. When the capping hole 122 is formed, the plug material of the wide etch area E2 may be removed because the open area is large. The protective spacer 123 may adjust the open area of the narrow etched region E1 . The protective spacer 123 may further narrow the open area of the narrow etched region E1 to prevent the lower plug 120 from being removed.

상부플러그(128C) 및 캡핑층(124) 상에 패턴절연층(132)이 형성될 수 있다. 상부플러그(128C) 상에 상부플러그(128C)와 전기적으로 연결되는 메모리요소(133)가 형성될 수 있다. 메모리요소(133)는 도전층을 포함할 수 있다. 메모리요소(133)는 캐패시터(Capacitor)일 수 있다. A pattern insulating layer 132 may be formed on the upper plug 128C and the capping layer 124 . A memory element 133 electrically connected to the upper plug 128C may be formed on the upper plug 128C. The memory element 133 may include a conductive layer. The memory element 133 may be a capacitor.

이하, 주변회로영역(PERI)의 구조를 살펴보도록 한다.Hereinafter, the structure of the peripheral circuit region PERI will be described.

주변회로영역(PERI)의 트랜지스터는 주변회로활성영역(104P), 주변회로활성영역(104P) 상의 페리게이트구조물(PG), 페리게이트구조물(PG) 양측벽에 형성된 게이트스페이서(115P) 및 페리게이트구조물(PG) 양측에 정렬되어 주변회로활성영역(104P)에 형성된 페리소스/드레인영역(SDP)들을 포함할 수 있다. 페리소스/드레인영역(SDP)은 N형 불순물 또는 P형 불순물로 도핑될 수 있다. 페리소스/드레인영역(SDP)은 비소(As) 또는 인(P) 등의 N형 불순물을 포함할 수 있다. 페리소스/드레인영역(SDP)은 저농도 소스/드레인영역과 고농도 소스/드레인영역을 포함할 수 있다.The transistor of the peripheral circuit region PERI includes the peripheral circuit active region 104P, the perigate structure PG on the peripheral circuit active region 104P, the gate spacers 115P and the ferrigate formed on both sidewalls of the perigate structure PG. Perisource/drain regions SDPs arranged on both sides of the structure PG and formed in the peripheral circuit active region 104P may be included. The perisource/drain region SDP may be doped with an N-type impurity or a P-type impurity. The perisource/drain region SDP may include N-type impurities such as arsenic (As) or phosphorus (P). The perisource/drain region SDP may include a low-concentration source/drain region and a high-concentration source/drain region.

페리게이트구조물(PG)은 주변회로활성영역(104P) 상의 게이트절연층(107), 게이트절연층(107) 상의 하부게이트전극(109P), 하부게이트전극(109P) 상의 페리배리어메탈층(110P), 페리배리어메탈층(110P) 상의 상부게이트전극(111P), 상부게이트전극(111P) 상의 게이트하드마스크(112P)를 포함할 수 있다. 페리게이트구조물(PG)은 플라나게이트(Planar Gate), 리세스게이트(Recess Gate), 베리드게이트(Buried Gate), 오메가게이트(Omega Gate) 또는 핀게이트(FIN Gate) 중 적어도 어느 하나일 수 있다. 본 실시예에서 페리게이트구조물(PG)은 플라나게이트일 수 있다. The peripheral gate structure PG includes a gate insulating layer 107 on the peripheral circuit active region 104P, a lower gate electrode 109P on the gate insulating layer 107, and a peripheral barrier metal layer 110P on the lower gate electrode 109P. , an upper gate electrode 111P on the peripheral barrier metal layer 110P, and a gate hard mask 112P on the upper gate electrode 111P. The ferri gate structure PG may be at least one of a Planar Gate, a Recess Gate, a Buried Gate, an Omega Gate, and a FIN Gate. . In this embodiment, the ferrigate structure PG may be a planar gate.

기판(101) 상에 게이트절연층(107)이 위치할 수 있다. 게이트절연층(107)은 고유전물질(High-k materials), 산화물, 질화물, 산화질화물 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 예컨대, 고유전물질은 하프늄산화물(HfO2), 하프늄실리케이트(HfSiO), 하프늄실리케이트질화물(HfSiON) 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 게이트절연층(107)은 계면층(Interface layer, 도시 생략)을 더 포함할 수 있다. 계면층은 실리콘산화물, 실리질화물 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 게이트절연층(107)은 계면층과 고유전물질이 적층되어 형성될 수 있다.A gate insulating layer 107 may be positioned on the substrate 101 . The gate insulating layer 107 may include a high-k material, an oxide, a nitride, an oxynitride, or a combination thereof. For example, the high-k material may include hafnium oxide (HfO2), hafnium silicate (HfSiO), hafnium silicate nitride (HfSiON), or a combination thereof. The gate insulating layer 107 may further include an interface layer (not shown). The interfacial layer may include silicon oxide, silicon nitride, or a combination thereof. The gate insulating layer 107 may be formed by laminating an interface layer and a high-k material.

게이트절연층(107) 상에 하부게이트전극(109P)이 형성될 수 있다. 하부게이트전극(109P)은 반도체물질을 포함할 수 있다. 하부게이트전극(109P)은 불순물로 도핑될 수 있다. 예컨대, 임플란트(Implantation) 등의 도핑공정(Doping process)에 의해 불순물이 도핑될 수 있다. 본 실시예에서, 하부게이트전극(109P)은 폴리실리콘을 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 하부게이트전극(109P)은 금속함유물질로 형성될 수도 있다. A lower gate electrode 109P may be formed on the gate insulating layer 107 . The lower gate electrode 109P may include a semiconductor material. The lower gate electrode 109P may be doped with impurities. For example, impurities may be doped by a doping process such as implantation. In this embodiment, the lower gate electrode 109P may include polysilicon. In another embodiment, the lower gate electrode 109P may be formed of a metal-containing material.

하부게이트전극(109P) 상에 페리배리어메탈층(110P)이 위치할 수 있다. 페리배리어메탈층(110P)은 티타늄(Ti), 티타늄질화물(TiN), 티타늄실리콘질화물(TiSiN), 탄탈륨(Ta) 탄탈륨질화물(TaN), 텅스텐질화물(WN) 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 본 실시예에서 페리배리어메탈층(110P)은 티타늄질화물(TiN)을 함유하는 물질을 포함할 수 있다. A peripheral barrier metal layer 110P may be positioned on the lower gate electrode 109P. The barrier metal layer 110P may include titanium (Ti), titanium nitride (TiN), titanium silicon nitride (TiSiN), tantalum (Ta), tantalum nitride (TaN), tungsten nitride (WN), or a combination thereof. . In this embodiment, the peripheral barrier metal layer 110P may include a material containing titanium nitride (TiN).

페리배리어메탈층(110P) 상에 상부게이트전극(111P)이 위치할 수 있다. 상부게이트전극(111P)은 금속함유물질을 포함할 수 있다. 상부게이트전극(111P)은 금속, 금속질화물, 금속실리사이드 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 본 실시예에서, 상부게이트전극(111P)은 텅스텐(W) 또는 텅스텐화합물을 포함할 수 있다.An upper gate electrode 111P may be positioned on the peripheral barrier metal layer 110P. The upper gate electrode 111P may include a metal-containing material. The upper gate electrode 111P may include a metal, a metal nitride, a metal silicide, or a combination thereof. In this embodiment, the upper gate electrode 111P may include tungsten (W) or a tungsten compound.

상부게이트전극(111P) 상에 게이트하드마스크(112P)가 위치할 수 있다. 게이트하드마스크(112P)는 상부게이트전극(111P)에 대하여 식각선택비를 갖는 절연물질로 형성될 수 있다. 게이트하드마스크(112P)의 높이는 상부게이트전극(111P)의 높이보다 클 수 있다. 게이트하드마스크(112P)는 실리콘산화물, 실리콘질화물, 실리콘산질화물 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 본 실시예에서, 게이트하드마스크(112P)는 실리콘질화물로 형성될 수 있다.A gate hard mask 112P may be positioned on the upper gate electrode 111P. The gate hard mask 112P may be formed of an insulating material having an etch selectivity with respect to the upper gate electrode 111P. The height of the gate hard mask 112P may be greater than the height of the upper gate electrode 111P. The gate hard mask 112P may include silicon oxide, silicon nitride, silicon oxynitride, or a combination thereof. In this embodiment, the gate hard mask 112P may be formed of silicon nitride.

페리게이트구조물(PG)의 양측벽에 게이트스페이서(115P)가 위치할 수 있다. 게이트스페이서(115P)는 절연물질로 형성될 수 있다. 게이트스페이서(115P)는 저유전물질을 포함할 수 있다. 게이트스페이서(115P)는 산화물 또는 질화물을 포함할 수 있다. 게이트스페이서(115P)는 다층 스페이서를 포함할 수 있다. 게이트스페이서(115P)는 에어갭(air gap, 도시생략)을 포함할 수 있다. 다층 스페이서는 질화물스페이서들 사이에 산화물스페이서가 위치하는 NON 구조를 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 다층 스페이서는 제1스페이서, 제2스페이서 및 제1스페이서와 제2스페이서 사이의 에어갭을 포함할 수 있다.Gate spacers 115P may be positioned on both sidewalls of the ferri gate structure PG. The gate spacer 115P may be formed of an insulating material. The gate spacer 115P may include a low-k material. The gate spacer 115P may include oxide or nitride. The gate spacer 115P may include a multilayer spacer. The gate spacer 115P may include an air gap (not shown). The multilayer spacer may include a NON structure in which oxide spacers are positioned between nitride spacers. In another embodiment, the multilayer spacer may include a first spacer, a second spacer, and an air gap between the first spacer and the second spacer.

주변회로영역(PERI)의 주변회로소스/드레인영역(104P)들은 페리오믹콘택층(127P)을 통해 금속배선(128P)에 접속될 수 있다. 페리오믹콘택층(127P)은 금속실리사이드를 포함할 수 있다. 페리오믹콘택층(127P)은 셀오믹콘택층(127C)과 같은 물질을 포함할 수 있다. The peripheral circuit source/drain regions 104P of the peripheral circuit region PERI may be connected to the metal wiring 128P through the periodic contact layer 127P. The periodic contact layer 127P may include metal silicide. The periodic contact layer 127P may include the same material as the celohmic contact layer 127C.

페리오믹콘택층(127P)과 금속배선(128P) 사이에 도전성라이너(도시생략)를 더 포함할 수 있다. 도전성라이너(도시생략)는 티타늄(Ti), 티타늄질화물(TiN), 티타늄실리콘질화물(TiSiN), 탄탈륨(Ta) 탄탈륨질화물(TaN), 텅스텐질화물(WN) 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. A conductive liner (not shown) may be further included between the periodical contact layer 127P and the metal wiring 128P. The conductive liner (not shown) may include titanium (Ti), titanium nitride (TiN), titanium silicon nitride (TiSiN), tantalum (Ta), tantalum nitride (TaN), tungsten nitride (WN), or a combination thereof.

금속배선(128P)은 구조물절연층(116)을 관통하여 주변회로소스/드레인영역(104P)들에 접속될 수 있다. 구조물절연층(116)은 절연물질을 포함할 수 있다. 구조물절연층(116)은 실리콘산화물, 실리콘질화물, 저유전물질(Low-k material) 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 금속배선(128P)은 페리오믹콘택층(127P)을 통해 주변회로소스/드레인영역(104P)에 연결될 수 있다. 금속배선(128P)은 금속함유물질을 포함할 수 있다. 금속배선(128P)은 금(Au), 은(Ag), 구리(Cu), 알루미늄(Al), 니켈(Ni), 텅스텐(W), 티타늄(Ti), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 주석(Sn), 납(Pb), 아연(Zn), 인듐(In), 카드뮴(Cd), 크롬(Cr) 및 몰리브덴(Mo) 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있다. 금속배선(128P)은 도전성 물질의 단층막 또는 다층막으로로 이루어질 수 있다. 본 실시예에서 금속배선(128P)은 텅스텐함유물질을 포함할 수 있다. 금속배선(128P)은 텅스텐(W) 또는 텅스텐화합물을 포함할 수 있다. 금속배선(128P)은 메모리셀영역(CELL)의 상부플러그(128C)와 같은 물질로 형성될 수 있다.The metal wiring 128P may pass through the structure insulating layer 116 to be connected to the peripheral circuit source/drain regions 104P. The structure insulating layer 116 may include an insulating material. The structure insulating layer 116 may include silicon oxide, silicon nitride, a low-k material, or a combination thereof. The metal wiring 128P may be connected to the peripheral circuit source/drain region 104P through the periodical contact layer 127P. The metal wiring 128P may include a metal-containing material. The metal wiring 128P includes gold (Au), silver (Ag), copper (Cu), aluminum (Al), nickel (Ni), tungsten (W), titanium (Ti), platinum (Pt), and palladium (Pd). , tin (Sn), lead (Pb), zinc (Zn), indium (In), cadmium (Cd), chromium (Cr), and may include any one or more of molybdenum (Mo). The metal wiring 128P may be formed of a single layer or a multilayer layer of a conductive material. In this embodiment, the metal wiring 128P may include a tungsten-containing material. The metal wiring 128P may include tungsten (W) or a tungsten compound. The metal wiring 128P may be formed of the same material as the upper plug 128C of the memory cell region CELL.

주변회로영역(PERI)의 캡핑층(124)은 금속배선(128P) 사이의 공간을 채울 수 있다. 주변회로영역(PERI)의 캡핑층(124)은 금속배선(128P)의 상부측벽을 커버링할 수 있다. 주변회로영역(PERI)의 캡핑층(124)은 후속 공정으로부터 금속배선(128P)을 보호하는 역할을 수행할 수 있다. 주변회로영역(PERI)의 캡핑층(124)은 절연물질을 포함할 수 있다. 주변회로영역(PERI)의 캡핑층(124)은 실리콘질화물을 포함할 수 있다. The capping layer 124 of the peripheral circuit region PERI may fill a space between the metal wirings 128P. The capping layer 124 of the peripheral circuit region PERI may cover an upper sidewall of the metal wiring 128P. The capping layer 124 of the peripheral circuit region PERI may serve to protect the metal wiring 128P from subsequent processes. The capping layer 124 of the peripheral circuit region PERI may include an insulating material. The capping layer 124 of the peripheral circuit region PERI may include silicon nitride.

상술한 실시예에 따르면, 보호스페이서(123)를 형성함으로써 후속공정에서 하부플러그(120)의 손실을 방지할 수 있다. 따라서, 하부플러그(120)와 메모리셀활성영역(104C)의 접촉불량을 개선할 수 있다. 또한, 비트라인구조물(BL)의 상부면 보다 높은 레벨에서 셀오믹콘택층(127C)을 형성하고 있으므로 셀오믹콘택층(127C) 형성시 공정 난이도를 감소시킬 수 있다. 따라서, 콘택저항을 개선할 수 있다. 아울러, 비트라인구조물(BL)의 상부면 보다 높은 레벨에서 상부플러그(128C)를 형성하고 있으므로 상부플러그(128C)를 크게 형성할 수 있다. 따라서, 메모리요소(133)와 스토리지노드콘택플러그(SNC)의 접촉불량을 개선할 수 있다.According to the above-described embodiment, loss of the lower plug 120 can be prevented in a subsequent process by forming the protective spacer 123 . Accordingly, a contact defect between the lower plug 120 and the memory cell active region 104C can be improved. In addition, since the sel ohmic contact layer 127C is formed at a level higher than the upper surface of the bit line structure BL, the difficulty of the process may be reduced when the sel ohmic contact layer 127C is formed. Accordingly, the contact resistance can be improved. In addition, since the upper plug 128C is formed at a level higher than the upper surface of the bit line structure BL, the upper plug 128C can be formed to be large. Accordingly, a contact defect between the memory element 133 and the storage node contact plug SNC may be improved.

도 7a 내지 도 7s는 일 실시예에 따른 반도체장치(200)를 제조하는 방법을 나타낸 도면이다. 도 7a 내지 도 7s에서 도 6에서와 동일한 참조부호는 동일한 구성 요소를 의미한다. 이하, 중복되는 구성요소들에 대한 자세한 설명은 생략하기로 한다.7A to 7S are diagrams illustrating a method of manufacturing the semiconductor device 200 according to an exemplary embodiment. In FIGS. 7A to 7S , the same reference numerals as in FIG. 6 mean the same components. Hereinafter, detailed descriptions of overlapping components will be omitted.

도 7a에 도시된 바와 같이, 기판(101)이 준비된다. 기판(101)은 메모리셀영역(CELL) 및 주변회로영역(PERI)을 포함할 수 있다. 메모리셀영역(CELL)에는 복수의 메모리셀이 형성될 수 있다. 주변회로영역(PERI)에는 트랜지스터가 형성될 수 있다.As shown in FIG. 7A , the substrate 101 is prepared. The substrate 101 may include a memory cell region CELL and a peripheral circuit region PERI. A plurality of memory cells may be formed in the memory cell region CELL. A transistor may be formed in the peripheral circuit region PERI.

기판(101)에 소자분리층(103) 및 활성영역(104)이 형성될 수 있다. 소자분리층(103)에 의해 메모리셀영역(CELL)에 메모리셀활성영역(104C)이 정의될 수 있다. 소자분리층(103)에 의해 주변회로영역(PERI)에 주변회로활성영역(104P)이 정의될 수 있다. 소자분리층(103)은 트렌치 식각에 의해 형성된 STI 영역일 수 있다. 소자분리층(103)은 실리콘산화물, 실리콘질화물 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. A device isolation layer 103 and an active region 104 may be formed on the substrate 101 . A memory cell active region 104C may be defined in the memory cell region CELL by the device isolation layer 103 . The peripheral circuit active region 104P may be defined in the peripheral circuit region PERI by the device isolation layer 103 . The device isolation layer 103 may be an STI region formed by trench etching. The device isolation layer 103 may include silicon oxide, silicon nitride, or a combination thereof.

메모리셀활성영역(104C) 내에 셀소스/드레인영역(SD)이 형성될 수 있다. 셀소스/드레인영역(SD)을 형성하기 위해 도핑공정(Doping process)이 수행될 수 있다. 도핑공정은 임플란트(Implantation) 또는 플라즈마도핑(Plasma doping, PLAD) 등의 공정을 포함할 수 있다. 셀소스/드레인영역(SD)은 동일 도전형의 불순물로 도핑될 수 있다. 셀소스/드레인영역(SD)은 비트라인콘택플러그 또는 스토리지노드콘택플러그가 접속될 영역일 수 있다.A cell source/drain region SD may be formed in the memory cell active region 104C. A doping process may be performed to form the cell source/drain regions SD. The doping process may include a process such as implantation or plasma doping (PLAD). The cell source/drain regions SD may be doped with impurities of the same conductivity type. The cell source/drain region SD may be a region to which a bit line contact plug or a storage node contact plug is to be connected.

메모리셀영역(CELL)의 기판(101) 상에 셀영역층간절연층(105)이 형성될 수 있다. 셀영역층간절연층(105)은 실리콘산화물, 실리콘질화물, 저유전물질(Low-k materials) 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 셀영역층간절연층(105)은 하나 이상의 레이어를 포함할 수 있다. 셀영역층간절연층(105)은 서로 다른 물질로 형성된 하나 이상의 레이어를 포함할 수 있다. 본 실시예에서, 셀영역층간절연층(105)은 두 개의 레이어를 포함할 수 있다. 본 실시예에서, 셀영역층간절연층(105)은 실리콘산화물로 형성된 레이어와 실리콘질화물로 형성된 레이어를 포함할 수 있다.A cell region interlayer insulating layer 105 may be formed on the substrate 101 of the memory cell region CELL. The cell region interlayer insulating layer 105 may include silicon oxide, silicon nitride, low-k materials, or a combination thereof. The cell region interlayer insulating layer 105 may include one or more layers. The cell region interlayer insulating layer 105 may include one or more layers formed of different materials. In this embodiment, the cell region interlayer insulating layer 105 may include two layers. In this embodiment, the cell region interlayer insulating layer 105 may include a layer formed of silicon oxide and a layer formed of silicon nitride.

도 7b에 도시된 바와 같이, 셀영역층간절연층(105) 내에 비트라인콘택홀(106)이 형성될 수 있다. 비트라인콘택홀(106)은 비트라인오프닝마스크(도시생략)를 식각마스크로 이용하여 셀영역층간절연층(105)을 식각함으로써 형성될 수 있다. 비트라인오프닝마스크는 감광막패턴(photoresist pattern)을 포함할 수 있다. 비트라인오프닝마스크는 주변회로영역(PERI)을 커버링할 수 있다. 따라서, 비트라인콘택홀(106)의 식각공정시 주변회로영역(PERI)은 보호될 수 있다. As shown in FIG. 7B , a bit line contact hole 106 may be formed in the cell region interlayer insulating layer 105 . The bit line contact hole 106 may be formed by etching the cell region interlayer insulating layer 105 using a bit line opening mask (not shown) as an etch mask. The bit line opening mask may include a photoresist pattern. The bit line opening mask may cover the peripheral circuit area PERI. Accordingly, the peripheral circuit region PERI may be protected during the etching process of the bit line contact hole 106 .

비트라인콘택홀(106)을 형성하기 위해 기판(101)의 노출된 표면을 리세스시키는 단계를 더 포함할 수 있다. 비트라인콘택홀(106)에 의해 기판(101)의 일부분이 노출될 수 있다. 비트라인콘택홀(106)의 하부면은 기판(101)의 상부면보다 낮은 레벨에 위치할 수 있다. 비트라인콘택홀(106)에 의해 셀소스/드레인영역(SD) 주변의 소자분리층(103) 일부가 노출될 수 있다. 탑뷰(Top View)로 볼 때, 비트라인콘택홀(106)은 원형 또는 타원형일 수 있다. The method may further include recessing the exposed surface of the substrate 101 to form the bit line contact hole 106 . A portion of the substrate 101 may be exposed through the bit line contact hole 106 . The lower surface of the bit line contact hole 106 may be located at a level lower than the upper surface of the substrate 101 . A portion of the device isolation layer 103 around the cell source/drain region SD may be exposed by the bit line contact hole 106 . When viewed from a top view, the bit line contact hole 106 may have a circular shape or an elliptical shape.

주변회로영역(PERI)의 기판(101) 상에 예비게이트절연층(107A)이 형성될 수 있다. 예비게이트절연층(107A)의 두께는 셀영역층간절연층(105)의 두께보다 작을 수 있다. 예비게이트절연층(107A)이 형성되는 동안에, 메모리셀영역(CELL)은 마스크패턴(도시생략)에 의해 커버링되어 있으므로 주변회로영역(PERI)에만 예비게이트절연층(107A)이 형성될 수 있다. 예비게이트절연층(107A)은 고유전물질(High-k materials), 산화물, 질화물, 산화질화물 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 예컨대, 고유전물질은 하프늄산화물(HfO2), 하프늄실리케이트(HfSiO), 하프늄실리케이트질화물(HfSiON) 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 예비게이트절연층(107A)은 계면층(도시 생략)을 더 포함할 수 있다. 계면층은 실리콘산화물, 실리질화물 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 예비게이트절연층(107A)은 계면층과 고유전물질이 적층되어 형성될 수 있다.A preliminary gate insulating layer 107A may be formed on the substrate 101 of the peripheral circuit region PERI. The thickness of the preliminary gate insulating layer 107A may be smaller than the thickness of the cell region interlayer insulating layer 105 . While the preliminary gate insulating layer 107A is being formed, since the memory cell region CELL is covered by a mask pattern (not shown), the preliminary gate insulating layer 107A may be formed only in the peripheral circuit region PERI. The preliminary gate insulating layer 107A may include a high-k material, an oxide, a nitride, an oxynitride, or a combination thereof. For example, the high-k material may include hafnium oxide (HfO 2 ), hafnium silicate (HfSiO), hafnium silicate nitride (HfSiON), or a combination thereof. The preliminary gate insulating layer 107A may further include an interface layer (not shown). The interfacial layer may include silicon oxide, silicon nitride, or a combination thereof. The preliminary gate insulating layer 107A may be formed by laminating an interface layer and a high-k material.

도 7c에 도시된 바와 같이, 메모리셀영역(CELL)의 비트라인콘택홀(106) 내에 예비비트라인콘택플러그(109A)가 형성될 수 있다. 예비비트라인콘택플러그(109A)는 비트라인콘택홀(106)을 채울 수 있다. 예비비트라인콘택플러그(109A)의 상부면은 셀영역층간절연층(105)의 상부면과 동일한 레벨일 수 있다. 주변회로영역(PERI)에서, 예비게이트절연층(107A)상에 예비하부게이트전극(109B)이 형성될 수 있다. As shown in FIG. 7C , a spare bit line contact plug 109A may be formed in the bit line contact hole 106 of the memory cell region CELL. The spare bit line contact plug 109A may fill the bit line contact hole 106 . The upper surface of the spare bit line contact plug 109A may be at the same level as the upper surface of the cell region interlayer insulating layer 105 . In the peripheral circuit region PERI, a preliminary lower gate electrode 109B may be formed on the preliminary gate insulating layer 107A.

예비비트라인콘택플러그(109A)와 예비하부게이트전극(109B)은 동시에 형성될 수 있다. 예비비트라인콘택플러그(109A)와 예비하부게이트전극(109B)을 형성하기 위해 셀영역층간절연층(105), 비트라인콘택홀(106) 및 예비게이트절연층(107A)을 커버링하는 공통도전층(109)을 형성할 수 있다. 그 후, 예비비트라인콘택플러그(109A)의 상부면이 노출되도록 공통도전층(109)을 평탄화하는 공정을 포함할 수 있다. 따라서, 예비비트라인콘택플러그(109A)의 상부면이 노출될 수 있다. 예비비트라인콘택플러그(109A)의 상부면은 셀영역층간절연층(105)의 상부면과 동일한 레벨일 수 있다. 예비비트라인콘택플러그(109A)의 상부면은 예비하부게이트전극(109B)의 상부면과 동일한 레벨일 수 있다. The preliminary bit line contact plug 109A and the preliminary lower gate electrode 109B may be simultaneously formed. A common conductive layer covering the cell region interlayer insulating layer 105, the bit line contact hole 106, and the preliminary gate insulating layer 107A to form the preliminary bit line contact plug 109A and the preliminary lower gate electrode 109B. (109) can be formed. Thereafter, a process of planarizing the common conductive layer 109 so that the upper surface of the spare bit line contact plug 109A is exposed may be included. Accordingly, the upper surface of the spare bit line contact plug 109A may be exposed. The upper surface of the spare bit line contact plug 109A may be at the same level as the upper surface of the cell region interlayer insulating layer 105 . The upper surface of the preliminary bit line contact plug 109A may be at the same level as the upper surface of the preliminary lower gate electrode 109B.

예비비트라인콘택플러그(109A) 및 예비하부게이트전극(109B)은 동일한 물질을 포함할 수 있다. 예비비트라인콘택플러그(109A) 및 예비하부게이트전극(109B)은 반도체물질을 포함할 수 있다. 예비비트라인콘택플러그(109A) 및 예비하부게이트전극(109B)은 실리콘함유 물질을 포함할 수 있다. 예비비트라인콘택플러그(109A) 및 예비하부게이트전극(109B)은 폴리실리콘을 포함할 수 있다. 폴리실리콘은 불순물이 도핑될 수 있다.The preliminary bit line contact plug 109A and the preliminary lower gate electrode 109B may include the same material. The preliminary bit line contact plug 109A and the preliminary lower gate electrode 109B may include a semiconductor material. The preliminary bit line contact plug 109A and the preliminary lower gate electrode 109B may include a silicon-containing material. The preliminary bit line contact plug 109A and the preliminary lower gate electrode 109B may include polysilicon. Polysilicon may be doped with impurities.

도 7d에 도시된 바와 같이, 셀영역층간절연층(105), 예비비트라인콘택플러그(109A) 및 예비하부게이트전극(109B) 상에 배리어메탈층(110A)이 형성될 수 있다. 배리어메탈층(110A)의 높이는 예비하부게이트전극(109B)의 높이보다 작을 수 있다. 배리어메탈층(110A)의 높이는 예비게이트절연층(107A)의 높이보다 작을 수 있다. 배리어메탈층(110A)은 티타늄질화물(TiN), 탄탈륨질화물(TaN), 텅스텐질화물(WN) 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 본 실시예에서 배리어메탈층(110A)은 티타늄질화물(TiN)을 함유하는 물질을 포함할 수 있다. As shown in FIG. 7D , a barrier metal layer 110A may be formed on the cell region interlayer insulating layer 105 , the preliminary bit line contact plug 109A, and the preliminary lower gate electrode 109B. The height of the barrier metal layer 110A may be smaller than the height of the preliminary lower gate electrode 109B. The height of the barrier metal layer 110A may be smaller than the height of the preliminary gate insulating layer 107A. The barrier metal layer 110A may include titanium nitride (TiN), tantalum nitride (TaN), tungsten nitride (WN), or a combination thereof. In this embodiment, the barrier metal layer 110A may include a material containing titanium nitride (TiN).

배리어메탈층(110A)상에 금속층(111A)이 형성될 수 있다. 금속층(111A)은 예비비트라인콘택플러그(109A)및 예비하부게이트전극(109B)보다 비저항이 낮은 물질을 포함할 수 있다. 금속층(111A)은 예비비트라인콘택플러그(109A)및 예비하부게이트전극(109B)보다 비저항이 낮은 금속물질을 포함할 수 있다. 예컨대, 금속층(111A)은 금속, 금속질화물, 금속실리사이드 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 본 실시예에서, 금속층(111A)은 텅스텐(W) 또는 텅스텐화합물을 포함할 수 있다. A metal layer 111A may be formed on the barrier metal layer 110A. The metal layer 111A may include a material having a specific resistance lower than that of the preliminary bit line contact plug 109A and the preliminary lower gate electrode 109B. The metal layer 111A may include a metal material having a specific resistance lower than that of the preliminary bit line contact plug 109A and the preliminary lower gate electrode 109B. For example, the metal layer 111A may include a metal, a metal nitride, a metal silicide, or a combination thereof. In this embodiment, the metal layer 111A may include tungsten (W) or a tungsten compound.

금속층(111A) 상에 하드마스크층(112A)이 형성될 수 있다. 하드마스크층(112A)은 절연물질로 형성될 수 있다. 하드마스크층(112A)은 금속층(111A)에 대하여 식각선택비를 갖는 물질로 형성될 수 있다. 하드마스크층(112A)은 실리콘산화물, 실리콘질화물, 실리콘산질화물 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 본 실시예에서, 하드마스크층(112A)은 실리콘질화물로 형성될 수 있다.A hard mask layer 112A may be formed on the metal layer 111A. The hard mask layer 112A may be formed of an insulating material. The hard mask layer 112A may be formed of a material having an etch selectivity with respect to the metal layer 111A. The hard mask layer 112A may include silicon oxide, silicon nitride, silicon oxynitride, or a combination thereof. In this embodiment, the hardmask layer 112A may be formed of silicon nitride.

하드마스크층(112A) 상에 라인마스크(113)가 형성될 수 있다. 라인마스크(113)는 감광막패턴을 포함할 수 있다. 라인마스크(113)는 어느 한 방향으로 연장된 라인 형상을 포함할 수 있다. 메모리셀영역(CELL)의 라인마스크(113)의 선폭은 비트라인콘택홀(106)의 직경보다 작을 수 있다. 메모리셀영역(CELL)의 라인마스크(113)의 선폭은 주변회로영역(PERI)의 라인마스크(113)의 선폭보다 작을 수 있다.A line mask 113 may be formed on the hard mask layer 112A. The line mask 113 may include a photoresist pattern. The line mask 113 may include a line shape extending in one direction. A line width of the line mask 113 of the memory cell region CELL may be smaller than a diameter of the bit line contact hole 106 . The line width of the line mask 113 of the memory cell region CELL may be smaller than the line width of the line mask 113 of the peripheral circuit region PERI.

도 7e에 도시된 바와 같이, 비트라인구조물(BL) 및 페리게이트구조물(PG)이 형성될 수 있다. 비트라인구조물(BL)은 메모리셀영역(CELL)에 형성될 수 있고, 페리게이트구조물(PG)은 주변회로영역(PERI)에 형성될 수 있다. 비트라인구조물(BL) 및 페리게이트구조물(PG)은 동시에 형성될 수 있다. 비트라인구조물(BL)은 셀배리어메탈층(110C), 비트라인(111C) 및 비트라인하드마스크(112C)를 포함할 수 있다. 페리게이트구조물(PG)은 게이트절연층(107), 하부게이트전극(109P), 페리배리어메탈층(110P), 상부게이트전극(111P) 및 게이트하드마스크(112P)를 포함할 수 있다. As shown in FIG. 7E , a bit line structure BL and a perigate structure PG may be formed. The bit line structure BL may be formed in the memory cell region CELL, and the perigate structure PG may be formed in the peripheral circuit region PERI. The bit line structure BL and the perigate structure PG may be simultaneously formed. The bit line structure BL may include a cell barrier metal layer 110C, a bit line 111C, and a bit line hard mask 112C. The peripheral gate structure PG may include a gate insulating layer 107 , a lower gate electrode 109P, a peripheral barrier metal layer 110P, an upper gate electrode 111P, and a gate hard mask 112P.

비트라인구조물(BL)의 형성 방법을 살펴보기로 한다.A method of forming the bit line structure BL will be described.

라인마스크(113)를 식각마스크로 이용하여 하드마스크층(112A)을 식각할 수 있다. 이에 따라, 비트라인하드마스크(112C)가 형성될 수 있다. 비트라인하드마스크(112C)를 식각마스크로 이용하여 금속층(111A), 배리어메탈층(110A) 및 예비비트라인콘택플러그(109A)를 식각할 수 있다. 이에 따라, 비트라인(111C), 셀배리어메탈층(110C) 및 비트라인콘택플러그(109C)가 형성될 수 있다. 비트라인콘택플러그(109C), 셀배리어메탈층(110C), 비트라인(111C) 및 비트라인하드마스크(112C)의 선폭은 동일할 수 있다. The hard mask layer 112A may be etched using the line mask 113 as an etch mask. Accordingly, the bit line hard mask 112C may be formed. The metal layer 111A, the barrier metal layer 110A, and the spare bit line contact plug 109A may be etched using the bit line hard mask 112C as an etch mask. Accordingly, the bit line 111C, the cell barrier metal layer 110C, and the bit line contact plug 109C may be formed. Line widths of the bit line contact plug 109C, the cell barrier metal layer 110C, the bit line 111C, and the bit line hard mask 112C may be the same.

셀소스/드레인영역(SD) 상에 비트라인콘택플러그(109C)가 형성될 수 있다. 비트라인콘택플러그(109C)는 셀소스/드레인영역(SD)과 비트라인(111C)을 상호 접속시킬 수 있다. 비트라인콘택플러그(109C)의 선폭은 비트라인콘택홀(106)의 직경보다 작을 수 있다. 따라서, 비트라인콘택플러그(109C)의 양측벽에 갭(G)이 형성될 수 있다. 갭(G)은 비트라인콘택플러그(109C)의 양측벽에 독립적으로 형성될 수 있다. 따라서, 비트라인콘택홀(106) 내에 하나의 비트라인콘택플러그(109C)와 한 쌍의 갭(G)이 위치하고, 한 쌍의 갭(G)은 비트라인콘택플러그(109C)에 의해 분리될 수 있다. 비트라인(111C)은 비트라인콘택플러그(109C)를 커버링하면서 어느 한 방향으로 연장될 수 있다. 비트라인(111C)은 라인 형상으로 연장될 수 있다. A bit line contact plug 109C may be formed on the cell source/drain region SD. The bit line contact plug 109C may interconnect the cell source/drain region SD and the bit line 111C. A line width of the bit line contact plug 109C may be smaller than a diameter of the bit line contact hole 106 . Accordingly, a gap G may be formed on both sidewalls of the bit line contact plug 109C. The gap G may be independently formed on both sidewalls of the bit line contact plug 109C. Accordingly, one bit line contact plug 109C and a pair of gaps G are positioned in the bit line contact hole 106, and the pair of gaps G can be separated by the bit line contact plugs 109C. there is. The bit line 111C may extend in either direction while covering the bit line contact plug 109C. The bit line 111C may extend in a line shape.

페리게이트구조물(PG)의 형성 방법을 살펴보기로 한다. A method of forming the ferrigate structure PG will be described.

라인마스크(113)를 식각마스크로 이용하여 하드마스크층(112A)을 식각할 수 있다. 이에 따라, 게이트하드마스크(112P)가 형성될 수 있다. 게이트하드마스크(112P)를 식각마스크로 이용하여 금속층(111A), 배리어메탈층(110A), 예비하부게이트전극(109B) 및 예비게이트절연층(107A)을 식각할 수 있다. 이에 따라, 게이트절연층(107), 하부게이트전극(109P), 페리배리어메탈층(110P), 상부게이트전극(111P)이 형성될 수 있다. 게이트절연층(107), 하부게이트전극(109P), 페리배리어메탈층(110P), 상부게이트전극(111P)의 선폭은 동일할 수 있다.The hard mask layer 112A may be etched using the line mask 113 as an etch mask. Accordingly, the gate hard mask 112P may be formed. The metal layer 111A, the barrier metal layer 110A, the preliminary lower gate electrode 109B, and the preliminary gate insulating layer 107A may be etched using the gate hard mask 112P as an etch mask. Accordingly, the gate insulating layer 107, the lower gate electrode 109P, the peripheral barrier metal layer 110P, and the upper gate electrode 111P may be formed. The line widths of the gate insulating layer 107 , the lower gate electrode 109P, the peripheral barrier metal layer 110P, and the upper gate electrode 111P may be the same.

비트라인구조물(BL) 및 페리게이트구조물(PG)은 동시에 형성될 수 있다. 비트라인구조물(BL) 및 페리게이트구조물(PG)은 1회의 식각 공정에 의해 동시에 형성될 수 있다. 따라서, 식각 공정을 단순화시킬 수 있다. 비트라인구조물(BL) 및 페리게이트구조물(PG)을 형성한 후에, 라인마스크(113)를 제거할 수 있다.The bit line structure BL and the perigate structure PG may be simultaneously formed. The bit line structure BL and the perigate structure PG may be simultaneously formed by one etching process. Accordingly, the etching process may be simplified. After the bit line structure BL and the perigate structure PG are formed, the line mask 113 may be removed.

도 7f에 도시된 바와 같이, 비트라인구조물(BL)의 양측벽에 비트라인스페이서(115C)가 형성될 수 있다. 비트라인스페이서(115C)는 절연물질로 형성될 수 있다. 비트라인스페이서(115C)는 저유전물질을 포함할 수 있다. 비트라인스페이서(115C)는 산화물 또는 질화물을 포함할 수 있다. 비트라인스페이서(115C)는 실리콘산화물, 실리콘질화물 또는 금속산화물을 포함할 수 있다. 비트라인스페이서(115C)는 SiO2, Si3N4 또는 SiN을 포함할 수 있다. 비트라인스페이서(115C)는 다층 스페이서를 포함할 수 있다. 비트라인스페이서(115C)는 에어갭(air gap, 도시생략)을 포함할 수 있다. 따라서, 비트라인스페이서(115C)의 양측벽에 한 쌍의 라인형 에어갭이 형성될 수 있다. 한 쌍의 라인형 에어갭은 대칭형일 수 있다. 일부 실시예들에서, 다층 스페이서는 제1스페이서, 제2스페이서 및 제3스페이서를 포함할 수 있고, 제1스페이서와 제2스페이서 사이에 제3스페이서가 위치할 수 있다. 다층 스페이서는 질화물스페이서들 사이에 산화물스페이서가 위치하는 NON 구조를 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 다층 스페이서는 제1스페이서, 제2스페이서 및 제1스페이서와 제2스페이서 사이의 에어갭을 포함할 수 있다.As shown in FIG. 7F , bit line spacers 115C may be formed on both sidewalls of the bit line structure BL. The bit line spacer 115C may be formed of an insulating material. The bit line spacer 115C may include a low-k material. The bit line spacer 115C may include oxide or nitride. The bit line spacer 115C may include silicon oxide, silicon nitride, or metal oxide. The bit line spacer 115C may include SiO 2 , Si 3 N 4 , or SiN. The bit line spacer 115C may include a multi-layer spacer. The bit line spacer 115C may include an air gap (not shown). Accordingly, a pair of line-type air gaps may be formed on both sidewalls of the bit line spacer 115C. The pair of line-shaped air gaps may be symmetrical. In some embodiments, the multilayer spacer may include a first spacer, a second spacer, and a third spacer, and a third spacer may be positioned between the first spacer and the second spacer. The multilayer spacer may include a NON structure in which oxide spacers are positioned between nitride spacers. In another embodiment, the multilayer spacer may include a first spacer, a second spacer, and an air gap between the first spacer and the second spacer.

다른 실시예에서, 비트라인스페이서(115C)가 아닌 비트라인콘택절연층(도시 생략)으로 갭(115C)을 채울 수 있다. 비트라인콘택절연층(도시 생략)의 상부면은 비트라인콘택플러그(109C)의 상부면과 동일한 레벨일 수 있다. 비트라인콘택절연층(도시 생략) 상에 비트라인스페이서(115C)가 형성될 수 있다. 비트라인콘택절연층(도시 생략)은 절연물질을 포함할 수 있다. 비트라인콘택절연층(도시 생략)은 산화물 또는 질화물을 포함할 수 있다 비트라인콘택절연층(도시 생략)은 실리콘산화물, 실리콘질화물 또는 금속산화물을 포함할 수 있다In another embodiment, the gap 115C may be filled with a bit line contact insulating layer (not shown) other than the bit line spacers 115C. The upper surface of the bit line contact insulating layer (not shown) may be at the same level as the upper surface of the bit line contact plug 109C. A bit line spacer 115C may be formed on the bit line contact insulating layer (not shown). The bit line contact insulating layer (not shown) may include an insulating material. The bit line contact insulating layer (not shown) may include oxide or nitride. The bit line contact insulating layer (not shown) may include silicon oxide, silicon nitride, or metal oxide.

페리게이트구조물(PG)의 양측벽에 게이트스페이서(115P)가 형성될 수 있다. 게이트스페이서(115P)는 절연물질로 형성될 수 있다. 게이트스페이서(115P)는 저유전물질을 포함할 수 있다. 게이트스페이서(115P)는 산화물 또는 질화물을 포함할 수 있다. 게이트스페이서(115P)는 실리콘산화물, 실리콘질화물 또는 금속산화물을 포함할 수 있다. 게이트스페이서(115P)는 SiO2, Si3N4 또는 SiN을 포함할 수 있다. 게이트스페이서(115P)는 다층 스페이서를 포함할 수 있다. 게이트스페이서(115P)는 에어갭(air gap, 도시생략)을 포함할 수 있다. 따라서, 게이트스페이서(115P)의 양측벽에 한 쌍의 라인형 에어갭이 형성될 수 있다. 한 쌍의 라인형 에어갭은 대칭형일 수 있다. 일부 실시예들에서, 다층 스페이서는 제1스페이서, 제2스페이서 및 제3스페이서를 포함할 수 있고, 제1스페이서와 제2스페이서 사이에 제3스페이서가 위치할 수 있다. 다층 스페이서는 질화물스페이서들 사이에 산화물스페이서가 위치하는 NON 구조를 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 다층 스페이서는 제1스페이서, 제2스페이서 및 제1스페이서와 제2스페이서 사이의 에어갭을 포함할 수 있다.Gate spacers 115P may be formed on both sidewalls of the perigate structure PG. The gate spacer 115P may be formed of an insulating material. The gate spacer 115P may include a low-k material. The gate spacer 115P may include oxide or nitride. The gate spacer 115P may include silicon oxide, silicon nitride, or metal oxide. The gate spacer 115P may include SiO 2 , Si 3 N 4 , or SiN. The gate spacer 115P may include a multilayer spacer. The gate spacer 115P may include an air gap (not shown). Accordingly, a pair of line-type air gaps may be formed on both sidewalls of the gate spacer 115P. The pair of line-shaped air gaps may be symmetrical. In some embodiments, the multilayer spacer may include a first spacer, a second spacer, and a third spacer, and a third spacer may be positioned between the first spacer and the second spacer. The multilayer spacer may include a NON structure in which oxide spacers are positioned between nitride spacers. In another embodiment, the multilayer spacer may include a first spacer, a second spacer, and an air gap between the first spacer and the second spacer.

비트라인스페이서(115C) 및 게이트스페이서(115P)는 동시에 형성될 수 있다. 비트라인스페이서(115C) 및 게이트스페이서(115P)는 후속 공정으로부터 비트라인구조물(BL) 및 페리게이트구조물(PG)을 보호할 수 있다.The bit line spacer 115C and the gate spacer 115P may be formed simultaneously. The bit line spacer 115C and the gate spacer 115P may protect the bit line structure BL and the perigate structure PG from subsequent processes.

후속하여, 페리게이트구조물(PG) 양측의 주변회로활성영역(104P) 내에 불순물이 도핑되어 페리소스/드레인영역(SDP)을 형성할 수 있다. 페리게이트구조물(PG) 양측의 주변회로활성영역(104P) 내에 불순물이 도핑되어 페리소스/드레인영역(SDP)을 형성할 수 있다. 페리소스/드레인영역(SDP)은 N형 불순물 또는 P형 불순물로 도핑될 수 있다. 페리소스/드레인영역(SDP)은 저농도 소스/드레인영역과 고농도 소스/드레인영역을 포함할 수 있다. 페리소스/드레인영역(SDP)은 두 단계에 걸쳐 형성될 수 있다. 페리소스/드레인영역(SDP)은 접합깊이가 깊은 영역과 접합깊이가 얕은 영역을 포함할 수 있다.Subsequently, impurities may be doped into the peripheral circuit active region 104P on both sides of the perigate structure PG to form a perisource/drain region SDP. Impurities may be doped into the peripheral circuit active region 104P on both sides of the perigate structure PG to form a perisource/drain region SDP. The perisource/drain region SDP may be doped with an N-type impurity or a P-type impurity. The perisource/drain region SDP may include a low-concentration source/drain region and a high-concentration source/drain region. The perisource/drain region SDP may be formed in two steps. The perisource/drain region SDP may include a region having a deep junction depth and a region having a shallow junction depth.

도 7g에 도시된 바와 같이, 비트라인구조물(BL) 및 페리게이트구조물(PG)의 사이를 채우는 구조물절연층(116)이 형성될 수 있다. 구조물절연층(116)은 비트라인구조물(BL) 및 페리게이트구조물(PG)의 상부면이 노출되도록 평탄화될 수 있다. 구조물절연층(116)의 평탄화 공정시 비트라인구조물(BL)의 상부면이 노출되도록 비트라인스페이서(115C)가 평탄화될 수도 있다. 구조물절연층(116)의 평탄화 공정시, 페리게이트구조물(PG)의 상부면이 노출되도록 게이트스페이서(115P)가 평탄화될 수도 있다. 구조물절연층(116)은 비트라인구조물(BL)과 평행하게 연장될 수 있다. 구조물절연층(116)은 페리게이트구조물(PG)과 평행하게 연장될 수 있다. As shown in FIG. 7G , a structure insulating layer 116 filling between the bit line structure BL and the ferrigate structure PG may be formed. The structure insulating layer 116 may be planarized so that upper surfaces of the bit line structure BL and the ferrigate structure PG are exposed. During the planarization process of the insulating structure layer 116 , the bit line spacer 115C may be planarized so that the upper surface of the bit line structure BL is exposed. During the planarization process of the structure insulating layer 116 , the gate spacer 115P may be planarized so that the upper surface of the ferri gate structure PG is exposed. The structure insulating layer 116 may extend parallel to the bit line structure BL. The structure insulating layer 116 may extend parallel to the ferrigate structure PG.

구조물절연층(116)은 비트라인스페이서(115C) 및 게이트스페이서(115P)에 대해 식각선택비를 갖는 물질로 형성될 수 있다. 구조물절연층(116)은 절연물질을 포함할 수 있다. 구조물절연층(116)은 산화물 또는 질화물을 포함할 수 있다. 구조물절연층(116)은 실리콘산화물, 실리콘질화물 또는 금속산화물을 포함할 수 있다. 구조물절연층(116)은 SiO2, Si3N4 또는 SiN을 포함할 수 있다. 구조물절연층(116)은 스핀온절연물질(SOD)을 포함할 수 있다.The structure insulating layer 116 may be formed of a material having an etch selectivity with respect to the bit line spacer 115C and the gate spacer 115P. The structure insulating layer 116 may include an insulating material. The structure insulating layer 116 may include oxide or nitride. The structure insulating layer 116 may include silicon oxide, silicon nitride, or metal oxide. The structure insulating layer 116 may include SiO 2 , Si 3 N 4 or SiN. The structure insulating layer 116 may include a spin-on insulating material (SOD).

후속하여, 주변회로영역(PERI)의 구조물절연층(116)상에 주변회로커버링마스크(117M)가 형성될 수 있다. 주변회로커버링마스크(117M)는 메모리셀영역(CELL)만 오픈시키고, 주변회로영역(PERI)은 커버링할 수 있다. 따라서, 후속 공정에서 주변회로영역(PERI)만 보호될 수 있다.Subsequently, a peripheral circuit covering mask 117M may be formed on the structure insulating layer 116 of the peripheral circuit region PERI. The peripheral circuit covering mask 117M may open only the memory cell region CELL and cover the peripheral circuit region PERI. Accordingly, only the peripheral circuit region PERI may be protected in a subsequent process.

후속하여, 메모리셀영역(CELL)의 구조물절연층(116) 내에 스토리지노드콘택홀(117)이 형성될 수 있다. 스토리지노드콘택홀(117)은 메모리셀영역(CELL)의 구조물절연층(116)을 식각함으로써 형성될 수 있다. 스토리지노드콘택홀(117)은 비트라인구조물(BL) 사이에 형성될 수 있다. 스토리지노드콘택홀(117)의 바닥면은 기판(101) 내부로 확장될 수 있다. 스토리지노드콘택홀(117)을 형성하는 동안 소자분리층(103), 셀영역층간절연층(105) 및 셀소스/드레인영역(SD)이 일정 깊이 리세스될 수 있다. 스토리지노드콘택홀(117)에 의해 기판(101)의 일부분이 노출될 수 있다. 스토리지노드콘택홀(117)의 하부면은 기판(101)의 상부면보다 낮은 레벨에 위치할 수 있다. 스토리지노드콘택홀(117)의 바닥면은 비트라인콘택플러그(109C)의 바닥면보다 높은 레벨일 수 있다.Subsequently, a storage node contact hole 117 may be formed in the structure insulating layer 116 of the memory cell region CELL. The storage node contact hole 117 may be formed by etching the structure insulating layer 116 of the memory cell region CELL. The storage node contact hole 117 may be formed between the bit line structures BL. A bottom surface of the storage node contact hole 117 may extend into the substrate 101 . During the formation of the storage node contact hole 117 , the device isolation layer 103 , the cell region interlayer insulating layer 105 , and the cell source/drain region SD may be recessed to a predetermined depth. A portion of the substrate 101 may be exposed through the storage node contact hole 117 . The lower surface of the storage node contact hole 117 may be located at a level lower than the upper surface of the substrate 101 . The bottom surface of the storage node contact hole 117 may be at a higher level than the bottom surface of the bit line contact plug 109C.

스토리지노드콘택홀(117)을 형성하기 위해 딥아웃(Dip-out) 및 트리밍공정이 수행될 수 있다. 딥아웃에 의해 비트라인스페이서(115C)의 손실없이 스토리지노드콘택홀(117)을 형성할 수 있다. 트리밍 공정에 의해 스토리지노드콘택홀(117)의 측면 및 하부 면적이 확장될 수 있다. 트리밍 공정에 의해 셀영역층간절연층(105) 및 기판(101)의 일부가 제거될 수 있다. 스토리지노드콘택홀(117)의 하부는 측면방향으로 확장되어 벌브 형상(Bulb type)을 가질 수 있다.A dip-out and trimming process may be performed to form the storage node contact hole 117 . The storage node contact hole 117 may be formed without loss of the bit line spacer 115C by the deep-out. The side and lower areas of the storage node contact hole 117 may be expanded by the trimming process. A portion of the cell region interlayer insulating layer 105 and the substrate 101 may be removed by the trimming process. A lower portion of the storage node contact hole 117 may extend in a lateral direction to have a bulb type.

주변회로커버링마스크(117M)는 스토리지노드콘택홀(117)을 형성한 후에 제거될 수 있다.The peripheral circuit covering mask 117M may be removed after forming the storage node contact hole 117 .

도 7h에 도시된 바와 같이, 스토리지노드콘택홀(117) 내에, 비트라인하드마스크(112C)의 상부면 및 구조물절연층(116)의 상부면을 커버링하는 플러그물질(120A)이 형성될 수 있다. 플러그물질(120A)은 스토리지노드콘택홀(117)을 채울 수 있다. 플러그물질(120A)은 비트라인구조물(BL)을 커버링할 수 있다. 플러그물질(120A)의 상부면은 비트라인하드마스크(112C)의 상부면보다 높은 레벨에 위치할 수 있다. 플러그물질(120A)은 주변회로영역(PERI)을 커버링할 수 있다. 플러그물질(120A)은 주변회로영역(PERI)의 구조물절연층(116)을 커버링할 수 있다. 비트라인(111C)과 플러그물질(120A) 사이에 비트라인스페이서(115C)가 위치할 수 있다. 플러그물질(120A)의 하부면은 셀소스/드레인영역(SD)과 접속될 수 있다. As shown in FIG. 7H , a plug material 120A covering the upper surface of the bit line hard mask 112C and the upper surface of the structure insulating layer 116 may be formed in the storage node contact hole 117 . . The plug material 120A may fill the storage node contact hole 117 . The plug material 120A may cover the bit line structure BL. The upper surface of the plug material 120A may be positioned at a higher level than the upper surface of the bit line hard mask 112C. The plug material 120A may cover the peripheral circuit area PERI. The plug material 120A may cover the structure insulating layer 116 of the peripheral circuit area PERI. A bit line spacer 115C may be positioned between the bit line 111C and the plug material 120A. A lower surface of the plug material 120A may be connected to the cell source/drain region SD.

플러그물질(120A)은 실리콘함유 물질을 포함할 수 있다. 플러그물질(120A)은 불순물로 도핑될 수 있다. 예컨대, 임플란트(Implantation) 등의 도핑공정(Doping process)에 의해 불순물이 도핑될 수 있다. 본 실시예에서, 플러그물질(120A)은 폴리실리콘을 포함할 수 있다. The plug material 120A may include a silicon-containing material. The plug material 120A may be doped with impurities. For example, impurities may be doped by a doping process such as implantation. In this embodiment, the plug material 120A may include polysilicon.

도 7i에 도시된 바와 같이, 플러그물질(120A) 상에 플러그패턴마스크(121)가 형성될 수 있다. 플러그패턴마스크(121)는 감광막패턴을 포함할 수 있다. 플러그패턴마스크(121)를 식각마스크로 이용하여 플러그물질(120A)을 식각할 수 있다. 플러그물질(120A)을 식각하여 플러그패턴(120B)을 형성할 수 있다. 플러그패턴(120B)이 형성됨으로써 플러그물질(120A)이 각각 분리될 수 있다. 플러그패턴(120B)이 형성됨으로써 플러그패턴(120B)들의 사이에 예비캡핑홀(122A)이 형성될 수 있다. 메모리셀영역(CELL)의 플러그패턴(120B)은 도 4a의 플러그패턴(24B)과 동일한 형상을 포함할 수 있다.7I , a plug pattern mask 121 may be formed on the plug material 120A. The plug pattern mask 121 may include a photoresist pattern. The plug material 120A may be etched using the plug pattern mask 121 as an etch mask. The plug material 120A may be etched to form the plug pattern 120B. By forming the plug pattern 120B, the plug material 120A may be separated from each other. As the plug patterns 120B are formed, preliminary capping holes 122A may be formed between the plug patterns 120B. The plug pattern 120B of the memory cell region CELL may have the same shape as the plug pattern 24B of FIG. 4A .

플러그패턴(120B)을 형성할 때, 비트라인하드마스크(112C) 및 비트라인스페이서(115C)의 일부가 함께 식각될 수 있다. 따라서, 예비캡핑홀(122A)에 의해 비트라인하드마스크(112C) 및 비트라인스페이서(115C)의 일부가 노출될 수 있다. 플러그패턴(120B)의 상부면은 예비캡핑홀(122A)의 바닥면보다 높은 레벨일 수 있다. 플러그패턴(120B)의 상부면은 비트라인하드마스크(112C)의 상부면보다 높은레벨일 수 있다. 예비캡핑홀(122A)의 하부면은 비트라인하드마스크(112C)의 상부면보다 낮고, 비트라인하드마스크(112C)의 하부면보다 높은 레벨에 위치할 수 있다. 플러그패턴(120B)의 탑뷰(Top View)는 사각형, 원형, 타원형 등 다양한 모양을 포함할 수 있다.When forming the plug pattern 120B, a portion of the bit line hard mask 112C and the bit line spacer 115C may be etched together. Accordingly, a portion of the bit line hard mask 112C and the bit line spacer 115C may be exposed by the preliminary capping hole 122A. The top surface of the plug pattern 120B may be at a higher level than the bottom surface of the preliminary capping hole 122A. The upper surface of the plug pattern 120B may be at a higher level than the upper surface of the bit line hard mask 112C. The lower surface of the preliminary capping hole 122A may be lower than the upper surface of the bit line hard mask 112C and located at a level higher than the lower surface of the bit line hard mask 112C. A top view of the plug pattern 120B may include various shapes, such as a square, a circle, and an oval.

플러그패턴마스크(121)를 식각마스크로 이용하여 플러그물질(120A)을 식각할 때, 주변회로영역(PERI)의 플러그물질(120A)이 제거될 수 있다. 따라서, 주변회로영역(PERI)의 구조물절연층(116)의 상부면이 노출될 수 있다.When the plug material 120A is etched using the plug pattern mask 121 as an etch mask, the plug material 120A of the peripheral circuit region PERI may be removed. Accordingly, the upper surface of the structure insulating layer 116 of the peripheral circuit region PERI may be exposed.

도 7j에 도시된 바와 같이, 플러그패턴(120B)의 측벽에 보호스페이서(123)가 형성될 수 있다. 보호스페이서(123)를 형성하기 위해 예비보호스페이서(도시생략)를 형성한 후 식각공정을 수행할 수 있다. 따라서, 주변회로영역(PERI)에 보호스페이서가 형성되지 않을 수 있다. 보호스페이서(123)는 플러그패턴(120B)의 측벽을 커버링할 수 있다. 보호스페이서(123)는 플러그패턴(120B)을 에워싸는 형상(Surrounding-Shape)을 포함할 수 있다. 보호스페이서(123)의 탑뷰(Top-View)는 사각링형상 또는 링형상 등 다양항 모양을 포함할 수 있다. 메모리셀영역(CELL)의 보호스페이서(123)는 도 4b의 보호스페이서(26)와 동일한 형상을 포함할 수 있다.7J , a protective spacer 123 may be formed on a sidewall of the plug pattern 120B. After forming a preliminary protective spacer (not shown) to form the protective spacer 123 , an etching process may be performed. Accordingly, the protective spacer may not be formed in the peripheral circuit region PERI. The protective spacer 123 may cover a sidewall of the plug pattern 120B. The protective spacer 123 may include a Surrounding-Shape surrounding the plug pattern 120B. A top view of the protective spacer 123 may include various shapes such as a square ring shape or a ring shape. The protective spacer 123 of the memory cell region CELL may have the same shape as the protective spacer 26 of FIG. 4B .

보호스페이서(123)는 절연물질을 포함할 수 있다. 보호스페이서(123)는 비-산화물베이스물질(Non-oxide base materail)일 수 있다. 보호스페이서(123)는 질화물베이스물질(nitride base material)일 수 있다. 보호스페이서(123)는 질소함유물질을 포함할 수 있다. 보호스페이서(123)는 실리콘산화물, 실리콘질화물, 실리콘산질화물 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 본 실시예에서, 보호스페이서(123)는 실리콘질화물을 포함할 수 있다. 보호스페이서(123)는 화학기상증착(CVD) 또는 원자층증착(ALD) 방법에 의해 형성될 수 있다. 보호스페이서(123)는 디클로로 실란(SiH2Cl2) 및 암모니아(NH3)를 반응 가스로 사용하는 원자층 증착(ALD) 또는 저압 화학 기상 증착(LPCVD) 공정에 의해 선택적으로 성장될 수 있다.The protective spacer 123 may include an insulating material. The protective spacer 123 may be a non-oxide base materail. The protective spacer 123 may be a nitride base material. The protective spacer 123 may include a nitrogen-containing material. The protective spacer 123 may include silicon oxide, silicon nitride, silicon oxynitride, or a combination thereof. In this embodiment, the protective spacer 123 may include silicon nitride. The protective spacer 123 may be formed by a chemical vapor deposition (CVD) or atomic layer deposition (ALD) method. The protective spacer 123 may be selectively grown by an atomic layer deposition (ALD) or low pressure chemical vapor deposition (LPCVD) process using dichlorosilane (SiH 2 Cl 2 ) and ammonia (NH 3 ) as reactive gases.

보호스페이서(123)는 예비캡핑홀(122A)에 의해 노출된 플러그패턴(120B)의 면적을 감소시킬 수 있다. 따라서, 후속공정에서 플러그패턴(120B)의 손실을 방지할 수 있고, 이웃하는 메모리셀활성영역(104C)과의 접촉불량을 방지할 수 있다.The protective spacer 123 may reduce the area of the plug pattern 120B exposed by the preliminary capping hole 122A. Accordingly, it is possible to prevent loss of the plug pattern 120B in a subsequent process and to prevent a contact failure with the neighboring memory cell active region 104C.

도 7k에 도시된 바와 같이, 플러그패턴(120B)이 일정 깊이 리세스될 수 있다. 리세싱 공정은 에치백(etchback) 공정으로 수행하거나 또는 CMP(Chemical mechanical polishing) 공정 및 에치백공정을 순차적으로 수행할 수 있다. 따라서, 캡핑홀(122)이 형성될 수 있다. 캡핑홀(122)을 형성함에 따라. 비트라인하드마스크(111C) 및 비트라인스페이서(115C)의 일부가 제거될 수 있다. 캡핑홀(122) 내의 비트라인하드마스크(112C) 및 비트라인스페이서(115C)의 일부가 노출될 수 있다. 캡핑홀(122)의 하부면은 비트라인하드마스크(112C)의 상부면보다 낮은 레벨에 위치하고, 비트라인하드마스크(112C)의 하부면보다 높은 레벨에 위치할 수 있다.As shown in FIG. 7K , the plug pattern 120B may be recessed to a predetermined depth. The recessing process may be performed as an etchback process, or a chemical mechanical polishing (CMP) process and an etchback process may be sequentially performed. Accordingly, the capping hole 122 may be formed. As the capping hole 122 is formed. A portion of the bit line hard mask 111C and the bit line spacer 115C may be removed. A portion of the bit line hard mask 112C and the bit line spacer 115C in the capping hole 122 may be exposed. The lower surface of the capping hole 122 may be positioned at a level lower than the upper surface of the bit line hard mask 112C and higher than the lower surface of the bit line hard mask 112C.

도 6를 참조하면, 캡핑홀(122) 형성시 좁은식각영역(E1) 및 넓은식각영역(E2)이 형성될 수 있다. 캡핑홀(25) 형성시, 좁은식각영역(E1)의 플러그패턴(120B)은 오픈면적이 좁으므로 잔류할 수 있다. 캡핑홀(25) 형성시, 넓은식각영역(E2)의 플러그패턴(120B)은 오픈면적이 넓으므로 제거될 수 있다. 보호스페이서(123)는 좁은식각영역(E1)의 오픈면적을 조절할 수 있다. 보호스페이서(123)는 좁은식각영역(E1)의 오픈면적을 더욱 좁게하여, 좁은식각영역(E1)의 플러그패턴(120B)이 제거되는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 이웃하는 메모리셀활성영역(104C)과의 접촉불량을 방지할 수 있다.Referring to FIG. 6 , a narrow etch region E1 and a wide etch region E2 may be formed when the capping hole 122 is formed. When the capping hole 25 is formed, the plug pattern 120B of the narrow etched area E1 may remain because the open area is narrow. When the capping hole 25 is formed, the plug pattern 120B of the wide etched area E2 may be removed because the open area is large. The protective spacer 123 may adjust the open area of the narrow etched region E1 . The protective spacer 123 may further narrow the open area of the narrow etched region E1 to prevent the plug pattern 120B of the narrow etched region E1 from being removed. Accordingly, it is possible to prevent a contact failure with the neighboring memory cell active region 104C.

도 7l에 도시된 바와 같이, 메모리셀영역(CELL)의 플러그패턴(120B) 사이에 캡핑층(124)이 형성될 수 있다. 주변회로영역(PERI)의 구조물절연층(116) 상에 캡핑층(124)이 형성될 수 있다. 캡핑층(124)은 캡핑홀(122)을 채울 수 있다.As shown in FIG. 7L , a capping layer 124 may be formed between the plug patterns 120B of the memory cell region CELL. A capping layer 124 may be formed on the structure insulating layer 116 of the peripheral circuit region PERI. The capping layer 124 may fill the capping hole 122 .

캡핑층(124)을 형성하기 위해 플러그패턴(120B) 및 구조물절연층(116)을 커버링하는 예비캡핑층(124A)을 형성할 수 있다. 플러그패턴(120B)의 상부면이 노출되도록 예비캡핑층(124A)을 평탄화하는 공정을 포함할 수 있다. 따라서, 플러그패턴(120B)의 상부면이 노출될 수 있다. 캡핑층(124)의 상부면은 플러그패턴(120B)의 상부면과 동일한 레벨일 수 있다. 캡핑층(124)의 상부면은 메모리셀영역(CELL)과 주변회로영역(PERI)에서 동일한 레벨일 수 있다. 메모리셀영역(CELL)에서 캡핑층(124)의 일부는 기판(101)과 접촉될 수 있다. 캡핑층(124)과 플러그패턴(120B) 사이에 보호스페이서(123)가 위치할 수 있다. 메모리셀영역(CELL)의 캡핑층(124)은 도 4d의 캡핑층(27)과 동일한 형상을 포함할 수 있다.In order to form the capping layer 124 , a preliminary capping layer 124A covering the plug pattern 120B and the structure insulating layer 116 may be formed. A process of planarizing the pre-capping layer 124A to expose the top surface of the plug pattern 120B may be included. Accordingly, the upper surface of the plug pattern 120B may be exposed. The upper surface of the capping layer 124 may be at the same level as the upper surface of the plug pattern 120B. The upper surface of the capping layer 124 may be at the same level in the memory cell region CELL and the peripheral circuit region PERI. A portion of the capping layer 124 in the memory cell region CELL may be in contact with the substrate 101 . A protective spacer 123 may be positioned between the capping layer 124 and the plug pattern 120B. The capping layer 124 of the memory cell region CELL may have the same shape as the capping layer 27 of FIG. 4D .

캡핑층(124)은 절연물질을 포함할 수 있다. 캡핑층(124)은 실리콘산화물, 실리콘질화물, 저유전물질(Low-k materials) 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 캡핑층(124)은 질소함유물질을 포함할 수 있다. 캡핑층(124)은 실리콘산화물, 실리콘질화물, 실리콘산질화물 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 본 실시예에서, 캡핑층(124)은 실리콘질화물로 형성될 수 있다. 캡핑층(124)은 화학기상증착(CVD) 또는 원자층증착(ALD) 방법에 의해 형성될 수 있다. 캡핑층(124)은 디클로로 실란(SiH2Cl2) 및 암모니아(NH3)를 반응 가스로 사용하는 원자층 증착(ALD) 또는 저압 화학 기상 증착(LPCVD) 공정에 의해 선택적으로 성장될 수 있다.The capping layer 124 may include an insulating material. The capping layer 124 may include silicon oxide, silicon nitride, low-k materials, or a combination thereof. The capping layer 124 may include a nitrogen-containing material. The capping layer 124 may include silicon oxide, silicon nitride, silicon oxynitride, or a combination thereof. In this embodiment, the capping layer 124 may be formed of silicon nitride. The capping layer 124 may be formed by a chemical vapor deposition (CVD) or atomic layer deposition (ALD) method. The capping layer 124 may be selectively grown by an atomic layer deposition (ALD) or low pressure chemical vapor deposition (LPCVD) process using dichlorosilane (SiH 2 Cl 2 ) and ammonia (NH 3 ) as reactive gases.

도 7m에 도시된 바와 같이, 플러그패턴(120B)이 일정 깊이 리세스될 수 있다. 리세싱 공정은 에치백(etchback) 공정으로 수행하거나 또는 CMP(Chemical mechanical polishing) 공정 및 에치백공정을 순차적으로 수행할 수 있다. 플러그패턴(120B)이 리세스 됨에 따라 하부플러그(120)가 형성될 수 있다. 하부플러그(120)는 리세스된 플러그패턴(120B)으로 지칭될 수 있다. 하부플러그(120)가 형성됨에 따라 보호스페이서(123)의 측벽의 일부분이 노출될 수 있다. As shown in FIG. 7M , the plug pattern 120B may be recessed to a predetermined depth. The recessing process may be performed as an etchback process, or a chemical mechanical polishing (CMP) process and an etchback process may be sequentially performed. As the plug pattern 120B is recessed, the lower plug 120 may be formed. The lower plug 120 may be referred to as a recessed plug pattern 120B. As the lower plug 120 is formed, a portion of the sidewall of the protective spacer 123 may be exposed.

하부플러그(120)는 필라부(120M) 및 연장부(120T)를 포함할 수 있다. 필라부(120M)는 비트라인구조물(BL)의 사이에 위치할 수 있다. 연장부(120T)는 필라부(120M)로부터 연장되어 비트라인구조물들(BL) 중 어느 하나와 오버랩될 수 있다. 하부플러그(120)의 상부면은 비트라인하드마스크(112C)의 상부면보다 높은 레벨에 위치할 수 있다. 하부플러그(120)의 상부면은 캡핑층(124)의 상부면보다 낮은 레벨에 위치할 수 있다. 필라부(120M)는 필라형상(Pillar-Shape)을 포함할 수 있다. 필라부(120M)는 기판과 접촉될 수 있다. 연장부(120T)의 탑뷰는 사각형, 원형, 타원형 등 다양한 모양을 포함할 수 있다. 보호스페이서(123)는 하부플러그(120)를 에워싸는 형상을 포함할 수 있다. 보호스페이서(123)는 연장부(120T)의 측벽을 풀리-커버링(Fully-Covering)할 수 있다. 보호스페이서(123)는 필라부(123M)의 측벽을 부분적으로 커버링할 수 있다. 캡핑층(124)은 하부플러그(120)를 커버링할 수 있다. The lower plug 120 may include a pillar part 120M and an extension part 120T. The pillar part 120M may be positioned between the bit line structures BL. The extension part 120T may extend from the pillar part 120M to overlap any one of the bit line structures BL. The upper surface of the lower plug 120 may be located at a higher level than the upper surface of the bit line hard mask 112C. The upper surface of the lower plug 120 may be located at a level lower than the upper surface of the capping layer 124 . The pillar part 120M may include a pillar-shape. The pillar part 120M may be in contact with the substrate. The top view of the extension part 120T may include various shapes, such as a rectangle, a circle, and an oval. The protective spacer 123 may include a shape surrounding the lower plug 120 . The protective spacer 123 may fully-cover the sidewall of the extension part 120T. The protective spacer 123 may partially cover the sidewall of the pillar part 123M. The capping layer 124 may cover the lower plug 120 .

플러그물질(120A)을 식각하여 연장부(120T)를 포함하는 하부플러그(120)를 형성함으로써 공정불량을 감소시킬 수 있다. 또한, 공정을 단순하게 하여 반도체 장치의 양산성을 확보할 수 있다.Process defects can be reduced by etching the plug material 120A to form the lower plug 120 including the extension part 120T. In addition, it is possible to secure the mass productivity of the semiconductor device by simplifying the process.

도 7n에 도시된 바와 같이, 주변회로영역(PERI)에 금속배선홀(126)이 형성될 수 있다. 금속배선홀(126)을 형성하기 위해 금속배선홀마스크(125)가 형성될 수 있다. 금속배선홀마스크(125)는 감광막패턴(photoresist pattern)을 포함할 수 있다. 금속배선홀마스크(125)는 메모리셀영역(CELL)을 커버링할 수 있다. 따라서, 금속배선홀(126)의 식각공정시 메모리셀영역(CELL)은 보호될 수 있다. As shown in FIG. 7N , a metal wiring hole 126 may be formed in the peripheral circuit region PERI. A metal wiring hole mask 125 may be formed to form the metal wiring hole 126 . The metal wiring hole mask 125 may include a photoresist pattern. The metal wiring hole mask 125 may cover the memory cell region CELL. Accordingly, the memory cell region CELL may be protected during the etching process of the metal interconnection hole 126 .

금속배선홀마스크(125)를 식각마스크로 이용하여 캡핑층(124) 및 구조물절연층(116)을 식각할 수 있다. 이에 따라, 금속배선홀(126)이 형성될 수 있다. 이에 따라, 페리소스/드레인영역(SDP)의 표면이 노출될 수 있다. 금속배선홀(126)은 페리게이트구조물(PG)의 양측에 형성될 수 있다. 금속배선홀(126)을 형성함에 따라 주변회로영역(PERI)의 기판(101)의 일부가 식각될 수 있다. 금속배선홀(126)을 형성함에 따라 주변회로영역(PERI)의 기판(101)의 일부가 노출될 수 있다.The capping layer 124 and the structure insulating layer 116 may be etched using the metal wiring hole mask 125 as an etch mask. Accordingly, the metal wiring hole 126 may be formed. Accordingly, the surface of the perisource/drain region SDP may be exposed. The metal wiring hole 126 may be formed on both sides of the ferrigate structure PG. As the metal wiring hole 126 is formed, a portion of the substrate 101 of the peripheral circuit region PERI may be etched. As the metal wiring hole 126 is formed, a portion of the substrate 101 of the peripheral circuit region PERI may be exposed.

도 7o에 도시된 바와 같이, 메모리셀영역(CELL)의 하부플러그(120) 상에 셀오믹콘택층(127C)이 형성될 수 있다. 주변회로영역(PERI)의 페리소스/드레인영역(SDP)의 노출된 표면 상에 페리오믹콘택층(127P)이 형성될 수 잇다. 셀오믹콘택층(127C)과 페리오믹콘택층(127P)은 동시에 형성될 수 있다. 셀오믹콘택층(127C)과 페리오믹콘택층(127P)을 형성하기 위해 실리사이드화금속층(Silicidable metal layer)의 증착 및 어닐링(annealing)이 수행될 수 있다.As shown in FIG. 7O , a cell ohmic contact layer 127C may be formed on the lower plug 120 of the memory cell region CELL. A periodic contact layer 127P may be formed on the exposed surface of the perisource/drain region SDP of the peripheral circuit region PERI. The celohmic contact layer 127C and the periodic contact layer 127P may be simultaneously formed. Deposition and annealing of a silicidable metal layer may be performed to form the celomic contact layer 127C and the periodic contact layer 127P.

셀오믹콘택층(127C)과 페리오믹콘택층(127P)은 동일한 물질을 포함할 수 있다. 셀오믹콘택층(127C)과 페리오믹콘택층(127P)은 금속실리사이드를 포함할 수 있다. 셀오믹콘택층(127C)과 페리오믹콘택층(127P)은 코발트실리사이드(CoSix)를 포함할 수 있다. 본 실시예에서, 셀오믹콘택층(127C)과 페리오믹콘택층(127P)은 'CoSi2상'의 코발트실리사이드를 포함할 수 있다. 따라서, 콘택저항을 개선시킴과 동시에 저저항의 코발트실리사이드를 형성할 수 있다.The celohmic contact layer 127C and the periodic contact layer 127P may include the same material. The celohmic contact layer 127C and the periodic contact layer 127P may include metal silicide. The celohmic contact layer 127C and the periodic contact layer 127P may include cobalt silicide (CoSi x ). In the present embodiment, the celomic contact layer 127C and the periodic contact layer 127P may include cobalt silicide in the 'CoSi 2 phase'. Accordingly, it is possible to form cobalt silicide of low resistance while improving the contact resistance.

도시하지 않았으나, 셀오믹콘택층(127C)과 페리오믹콘택층(127P) 상에 도전성라이너가 형성될 수 있다. 도전성라이너는 금속 또는 금속질화물을 포함할 수 있다. 도전성라이너는 티타늄(Ti), 티타늄질화물(TiN), 티타늄실리콘질화물(TiSiN), 탄탈륨(Ta) 탄탈륨질화물(TaN), 텅스텐질화물(WN) 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. Although not shown, a conductive liner may be formed on the celohmic contact layer 127C and the periodic contact layer 127P. The conductive liner may include a metal or a metal nitride. The conductive liner may include titanium (Ti), titanium nitride (TiN), titanium silicon nitride (TiSiN), tantalum (Ta), tantalum nitride (TaN), tungsten nitride (WN), or a combination thereof.

비트라인구조물(BL)의 상부면보다 높은 레벨에 셀오믹콘택층(127C)을 형성함으로써 셀오믹콘택층(127C)의 형성이 용이할 수 있다. 또한, 넓은 면적을 갖는 셀오믹콘택층(127C)을 형성할 수 있으므로 메모리셀영역(CELL)의 콘택저항이 개선될 수 있다.By forming the cell ohmic contact layer 127C at a level higher than the upper surface of the bit line structure BL, the formation of the cell ohmic contact layer 127C may be facilitated. In addition, since the cell ohmic contact layer 127C having a large area can be formed, the contact resistance of the memory cell region CELL can be improved.

도 7p에 도시된 바와 같이, 셀오믹콘택층(127C)과 페리오믹콘택층(127P) 상에 금속콘택층(128)이 형성될 수 있다. 금속콘택층(128)은 캡핑층(124)의 상부면을 커버링할 수 있다. 금속콘택층(128)은 금속배선홀(126)을 채울 수 있다. 금속콘택층(128)은 주변회로영역(PERI)의 캡핑층(124)을 커버링할 수 있다.As shown in FIG. 7P , a metal contact layer 128 may be formed on the celohmic contact layer 127C and the periodic contact layer 127P. The metal contact layer 128 may cover an upper surface of the capping layer 124 . The metal contact layer 128 may fill the metal wiring hole 126 . The metal contact layer 128 may cover the capping layer 124 of the peripheral circuit region PERI.

금속콘택층(128)은 금속함유물질을 포함할 수 있다. 금속콘택층(128)은 도전성 물질을 포함할 수 있다. 금속콘택층(128)은 금속을 포함할 수 있다. 금속콘택층(128)은 금(Au), 은(Ag), 구리(Cu), 알루미늄(Al), 니켈(Ni), 텅스텐(W), 티타늄(Ti), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 주석(Sn), 납(Pb), 아연(Zn), 인듐(In), 카드뮴(Cd), 크롬(Cr) 및 몰리브덴(Mo) 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있다. 금속콘택층(128)은 텅스텐(W) 함유물질을 포함할 수 있다. 본 실시예에서, 금속콘택층(128)은 텅스텐(W) 또는 텅스텐화합물을 포함할 수 있다The metal contact layer 128 may include a metal-containing material. The metal contact layer 128 may include a conductive material. The metal contact layer 128 may include a metal. The metal contact layer 128 may include gold (Au), silver (Ag), copper (Cu), aluminum (Al), nickel (Ni), tungsten (W), titanium (Ti), platinum (Pt), and palladium (Pd). ), tin (Sn), lead (Pb), zinc (Zn), indium (In), cadmium (Cd), chromium (Cr), and may include any one or more of molybdenum (Mo). The metal contact layer 128 may include a tungsten (W)-containing material. In this embodiment, the metal contact layer 128 may include tungsten (W) or a tungsten compound.

금속콘택층(128)은 화학기상증착(CVD), 물리기상증착(PVD) 또는 원자층증착(ALD) 방법에 의해 형성될 수 있다. 금속콘택층(128)은 증착효과를 증가시키기 위해 플라즈마를 사용할 수도 있다. 즉, 금속콘택층(128)은 PECVD(Plasma Enhanced CVD), PEALD(Plasma Enhanced ALD) 등의 방법에 의해 형성될 수 있다. 본 실시예에서 금속콘택층(128)은 화학기상증착(CVD)에 의해 형성될 수 있다.The metal contact layer 128 may be formed by a chemical vapor deposition (CVD), physical vapor deposition (PVD), or atomic layer deposition (ALD) method. The metal contact layer 128 may use plasma to increase the deposition effect. That is, the metal contact layer 128 may be formed by a method such as plasma enhanced CVD (PECVD) or plasma enhanced ALD (PEALD). In this embodiment, the metal contact layer 128 may be formed by chemical vapor deposition (CVD).

도 7q에 도시된 바와 같이, 금속콘택층(128)을 리세스하여 상부플러그(128C)를 형성할 수 있다. 주변회로영영역(PERI)의 금속콘택층(128) 상에 상부플러그마스크(129)가 형성될 수 있다. 상부플러그마스크(129)는 감광막패턴을 포함할 수 있다. 메모리셀영역(CELL)에 상부플러그(128C)가 형성되는 동안 주변회로영역(PERI)이 보호될 수 있다. 따라서, 주변회로영역(PERI)의 금속콘택층(128)은 식각되지 않을 수 있다. 메모리셀영역(CELL)에 상부플러그(128C)가 형성됨에 따라 주변회로영역(PERI)에 예비금속배선(128P’)이 형성될 수 있다. As shown in FIG. 7Q , the upper plug 128C may be formed by recessing the metal contact layer 128 . An upper plug mask 129 may be formed on the metal contact layer 128 of the peripheral circuit area PERI. The upper plug mask 129 may include a photoresist pattern. While the upper plug 128C is formed in the memory cell region CELL, the peripheral circuit region PERI may be protected. Accordingly, the metal contact layer 128 of the peripheral circuit region PERI may not be etched. As the upper plug 128C is formed in the memory cell region CELL, a preliminary metal wiring 128P′ may be formed in the peripheral circuit region PERI.

상부플러그(128C)의 상부면은 캡핑층(124)의 상부면과 동일한 레벨일 수 있다. 보호스페이서(123)는 상부플러그(128C)를 커버링할 수 있다. 캡핑층(124)은 상부플러그(128C)를 커버링할 수 있다. 상부플러그(128C)는 도 4g의 상부플러그(29)와 동일한 형상을 포함할 수 있다. 상부플러그(128C)는 부분적으로 비트라인하드마스크(112C)와 오버랩될 수 있다. 상부플러그(128C)는 캡핑층(124)과 오버랩되지 않을 수 있다. 상부플러그(128C)의 바닥면은 비트라인하드마스크(112C)의 상부면보다 높은 레벨일 수 있다. 상부플러그(128C)는 셀오믹콘택층(127C) 상에 형성되므로, 넓은 면적을 갖는 상부플러그(128C)가 형성될 수 있다. 따라서, 콘택의 접촉불량을 개선할 수 있다.The upper surface of the upper plug 128C may be at the same level as the upper surface of the capping layer 124 . The protective spacer 123 may cover the upper plug 128C. The capping layer 124 may cover the upper plug 128C. The upper plug 128C may have the same shape as the upper plug 29 of FIG. 4G . The upper plug 128C may partially overlap the bit line hardmask 112C. The upper plug 128C may not overlap the capping layer 124 . The bottom surface of the upper plug 128C may be at a higher level than the top surface of the bit line hard mask 112C. Since the upper plug 128C is formed on the celohmic contact layer 127C, the upper plug 128C having a large area may be formed. Accordingly, the contact defect of the contact can be improved.

도 7r에 도시된 바와 같이, 예비금속배선(128P’)을 식각하여 금속배선(128P)을 형성할 수 있다. 금속배선(128P)을 형성하기 위해 예비금속배선(128P’) 상에 금속배선마스크(130)를 형성할 수 있다. 금속배선마스크(130)는 감광막패턴을 포함할 수있다. 금속배선마스크(130)는 메모리셀영역(CELL)을 커버링할 수 있다. 따라서, 금속배선(128P)을 형성하는 동안 메모리셀영역(CELL)은 보호될 수 있다. 금속배선(128P)을 형성함에 따라 주변회로영역(PERI)의 캡핑층(124)이 노출될 수 있다. As shown in FIG. 7R , the metal wiring 128P may be formed by etching the preliminary metal wiring 128P'. In order to form the metal wiring 128P, the metal wiring mask 130 may be formed on the preliminary metal wiring 128P'. The metal wiring mask 130 may include a photoresist pattern. The metal wiring mask 130 may cover the memory cell region CELL. Accordingly, the memory cell region CELL may be protected while the metal wiring 128P is formed. As the metal wiring 128P is formed, the capping layer 124 of the peripheral circuit region PERI may be exposed.

도 7s에 도시된 바와 같이, 상부플러그(128C), 캡핑층(124) 및 금속배선(128P) 상에 패턴절연층(132)이 형성될 수 있다. 상부플러그(128C) 상에 상부플러그(128C)와 전기적으로 연결되는 메모리요소(133)가 형성될 수 있다. 메모리요소(133)는 다양한 형태로 구현될 수 있다. 메모리요소(133)는 도전층을 포함할 수 있다. 메모리요소(133)는 캐패시터(Capacitor)일 수 있다. 따라서, 메모리요소(133)는 상부플러그(128C)와 접촉하는 스토리지노드를 포함할 수 있다. 스토리지노드는 실린더 또는 필라 형태일 수 있다. As shown in FIG. 7S , a pattern insulating layer 132 may be formed on the upper plug 128C, the capping layer 124 and the metal wiring 128P. A memory element 133 electrically connected to the upper plug 128C may be formed on the upper plug 128C. The memory element 133 may be implemented in various forms. The memory element 133 may include a conductive layer. The memory element 133 may be a capacitor. Accordingly, the memory element 133 may include a storage node in contact with the top plug 128C. The storage node may be in the form of a cylinder or a pillar.

상술한 실시예에 따르면, 연장부(120T)를 포함하는 하부플러그(120)를 형성함으로써 공정불량을 감소시킬 수 있다. 또한, 공정을 단순하게 하여 반도체 장치의 양산성을 확보할 수 있다. 또한, 보호스페이서(123)는 좁은식각영역(E1)의 오픈면적을 좁게하여, 좁은식각영역(E1)의 플러그패턴(120B)이 제거되는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 이웃하는 메모리셀활성영역(104C)과의 접촉불량을 방지할 수 있다. 뿐만 아니라, 비트라인구조물(BL)의 상부면보다 높은 레벨에 셀오믹콘택층(127C)을 형성함으로써 셀오믹콘택층(127C) 형성을 용이하게 할 수 있다. 넓은 면적을 갖는 셀오믹콘택층(127C)을 형성할 수 있으므로 콘택저항이 개선될 수 있다. 넓은 면적을 갖는 상부플러그(128C)가 형성될 수 있으므로 콘택의 접촉불량을 개선할 수 있다.According to the above-described embodiment, process defects can be reduced by forming the lower plug 120 including the extension portion 120T. In addition, it is possible to secure the mass productivity of the semiconductor device by simplifying the process. In addition, the protective spacer 123 may prevent the plug pattern 120B of the narrow etched region E1 from being removed by narrowing the open area of the narrow etched region E1 . Accordingly, it is possible to prevent a contact failure with the neighboring memory cell active region 104C. In addition, by forming the cell ohmic contact layer 127C at a level higher than the upper surface of the bit line structure BL, the formation of the cell ohmic contact layer 127C may be facilitated. Since the cell ohmic contact layer 127C having a large area can be formed, contact resistance can be improved. Since the upper plug 128C having a large area can be formed, contact failure of the contact can be improved.

전술한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.The present invention described above is not limited by the above-described embodiments and the accompanying drawings, and it is common in the technical field to which the present invention pertains that various substitutions, modifications and changes are possible without departing from the technical spirit of the present invention. It will be clear to those who have the knowledge of

11: 기판 12: 분리트렌치
13: 소자분리층 14: 활성영역
16: 층간절연층 16: 비트라인콘택플러그
17: 배리어메탈층 18: 비트라인
19: 비트라인하드마스크 24: 하부플러그
24M: 필라부 24T: 연장부
25: 캡핑홀 26: 보호스페이서
27: 갭필층 28: 오믹콘택층
29: 상부플러그 30: 식각정지층
31: 메모리요소
11: substrate 12: isolation trench
13: device isolation layer 14: active region
16: interlayer insulating layer 16: bit line contact plug
17: barrier metal layer 18: bit line
19: bit line hard mask 24: lower plug
24M: pillar part 24T: extension part
25: capping hole 26: protective spacer
27: gap fill layer 28: ohmic contact layer
29: upper plug 30: etch stop layer
31: memory element

Claims (48)

기판 상의 도전성라인패턴들;
상기 도전성라인패턴들 사이에 위치하는 필라부 및 상기 필라부로부터 연장되어 상기 도전성라인패턴들 중 어느 하나와 오버랩되는 연장부를 포함하는 하부플러그;
상기 하부플러그의 측벽을 커버링하는 캡핑층; 및
상기 하부플러그와 상기 캡핑층의 사이에 위치하는 보호스페이서;
를 포함하는 반도체 장치
conductive line patterns on the substrate;
a lower plug including a pillar part positioned between the conductive line patterns and an extension part extending from the pillar part and overlapping any one of the conductive line patterns;
a capping layer covering a sidewall of the lower plug; and
a protective spacer positioned between the lower plug and the capping layer;
semiconductor device comprising
제1항에 있어서,
상기 보호스페이서는
상기 하부플러그를 에워싸는 형상(Surronding-Shape)인
반도체 장치
According to claim 1,
The protective spacer is
The shape surrounding the lower plug (Surronding-Shape)
semiconductor device
제1항에 있어서,
상기 보호스페이서는
상기 연장부의 측벽을 풀리-커버링(Fully-Covering)하고,
상기 필라부의 측벽을 부분적으로 커버링하는
반도체 장치
According to claim 1,
The protective spacer is
Fully-covering the sidewall of the extension,
Partially covering the sidewall of the pillar part
semiconductor device
제1항에 있어서,
상기 보호스페이서는 실리콘질화물을 포함하는
반도체 장치
According to claim 1,
The protective spacer includes silicon nitride.
semiconductor device
제1항에 있어서,
하부플러그의 상부면은
상기 캡핑층의 상부면보다 낮은 레벨인
반도체 장치
According to claim 1,
The upper surface of the lower plug is
a level lower than the upper surface of the capping layer
semiconductor device
제1항에 있어서,
상기 하부플러그 상에 위치하고,
상기 하부플러그와 다른 물질을 포함하는 상부플러그
를 더 포함하는 반도체 장치
According to claim 1,
located on the lower plug,
An upper plug containing a material different from that of the lower plug
A semiconductor device further comprising
제6항에 있어서,
상기 하부플러그는 폴리실리콘을 포함하고,
상기 상부플러그는 금속함유물질을 포함하는
반도체 장치
7. The method of claim 6,
The lower plug includes polysilicon,
The upper plug includes a metal-containing material
semiconductor device
제6항에 있어서,
상기 상부플러그의 상부면은
상기 캡핑층의 상부면과 동일레벨인
반도체 장치
7. The method of claim 6,
The upper surface of the upper plug is
at the same level as the upper surface of the capping layer
semiconductor device
제6항에 있어서,
상기 상부플러그의 두께는
상기 연장부의 두께보다 작은
반도체 장치
7. The method of claim 6,
The thickness of the upper plug is
smaller than the thickness of the extension
semiconductor device
제6항에 있어서,
상기 보호스페이서는 상기 상부플러그를 커버링하는
반도체 장치
7. The method of claim 6,
The protective spacer covers the upper plug.
semiconductor device
제6항에 있어서,
상기 캡핑층은 상기 상부플러그를 커버링하는
반도체 장치
7. The method of claim 6,
The capping layer covers the upper plug.
semiconductor device
제6항에 있어서,
상기 하부플러그 및 상부플러그의 사이에 위치한 오믹콘택층
을 더 포함하는 반도체 장치
7. The method of claim 6,
An ohmic contact layer positioned between the lower plug and the upper plug
A semiconductor device further comprising
제6항에 있어서,
상기 상부플러그 상에 위치한 도전층
을 더 포함하는 반도체 장치
7. The method of claim 6,
a conductive layer positioned on the upper plug
A semiconductor device further comprising
기판 상의 비트라인구조물들;
상기 비트라인구조물들 사이에 위치하는 필라부 및 상기 필라부로부터 연장되어 상기 비트라인구조물들 중 어느 하나와 오버랩되는 연장부를 포함하는 하부플러그들;
상기 하부플러그들의 사이에 위치하는 캡핑층;
상기 캡핑층과 상기 하부플러그들의 사이에 위치하고, 상기 하부플러그들을 각각 에워싸는 형상(Surrounding-Shape)인 보호스페이서들;
상기 하부플러그들 상에 각각 위치하는 상부플러그들; 및
상기 상부플러그들 상에 각각 위치하는 캐패시터들
를 포함하는 반도체 장치
bit line structures on the substrate;
lower plugs including a pillar portion positioned between the bit line structures and an extension portion extending from the pillar portion to overlap any one of the bit line structures;
a capping layer positioned between the lower plugs;
protective spacers positioned between the capping layer and the lower plugs and having a shape (Surrounding-Shape) surrounding the lower plugs, respectively;
upper plugs respectively positioned on the lower plugs; and
Capacitors respectively positioned on the upper plugs
semiconductor device comprising
제14항에 있어서,
상기 보호스페이서들은 각각
상기 연장부의 측벽을 풀리-커버링(Fully-Covering)하고,
상기 필라부의 측벽을 부분적으로 커버링하는
반도체 장치
15. The method of claim 14,
The protective spacers are each
Fully-covering the sidewall of the extension,
Partially covering the sidewall of the pillar part
semiconductor device
제14항에 있어서,
상기 보호스페이서들은 실리콘질화물을 포함하는
반도체 장치
15. The method of claim 14,
The protective spacers include silicon nitride.
semiconductor device
제14항에 있어서,
상기 캡핑층의 일부는 상기 기판에 접촉되는
반도체 장치
15. The method of claim 14,
A portion of the capping layer is in contact with the substrate
semiconductor device
제14항에 있어서,
상기 하부플러그들 각각의 상부면은
상기 캡핑층의 상부면보다 낮은 레벨인
반도체 장치
15. The method of claim 14,
The upper surface of each of the lower plugs is
a level lower than the upper surface of the capping layer
semiconductor device
제14항에 있어서,
상기 상부플러그들 각각의 상부면은
상기 캡핑층의 상부면과 동일 레벨인
반도체 장치
15. The method of claim 14,
The upper surface of each of the upper plugs is
at the same level as the upper surface of the capping layer
semiconductor device
제14항에 있어서,
상기 하부플러그들은 폴리실리콘을 포함하고,
상기 상부플러그들은 금속함유물질을 포함하는
반도체 장치
15. The method of claim 14,
The lower plugs include polysilicon,
The upper plugs include a metal-containing material.
semiconductor device
제14항에 있어서,
상기 상부플러그들 각각의 두께는
상기 하부플러그들의 연장부 각각의 두께보다 작은
반도체 장치

15. The method of claim 14,
The thickness of each of the upper plugs is
smaller than the thickness of each of the extensions of the lower plugs
semiconductor device

제14항에 있어서,
상기 보호스페이서들은
상기 상부플러그들을 각각 커버링하는
반도체 장치
15. The method of claim 14,
The protective spacers are
each covering the upper plugs
semiconductor device
제14항에 있어서,
상기 캡핑층은
상기 상부플러그들을 커버링하는
반도체 장치
15. The method of claim 14,
The capping layer is
covering the upper plugs
semiconductor device
제14항에 있어서,
상기 하부플러그들 및 상부플러그들 사이에 각각 위치한 오믹콘택층
을 더 포함하는 반도체 장치
15. The method of claim 14,
An ohmic contact layer positioned between the lower plugs and the upper plugs, respectively
A semiconductor device further comprising
기판에 도전성라인패턴들을 형성는 단계;
상기 도전성라인패턴들 사이에 위치하면서 상기 도전성라인패턴들 중 어느 하나와 오버랩되도록 플러그패턴을 형성하는 단계;
상기 플러그패턴의 측벽에 보호스페이서를 형성하는 단계;
상기 플러그패턴 사이에 캡핑층을 형성하는 단계; 및
상기 플러그패턴을 리세스하여, 상기 도전성라인패턴들 사이에 위치하는 필라부 및 상기 필라부로부터 연장되어 상기 도전성라인패턴들 중 어느 하나와 오버랩되는 연장부를 포함하는 하부플러그를 형성하는 단계
를 포함하는 반도체 장치 제조방법

forming conductive line patterns on a substrate;
forming a plug pattern positioned between the conductive line patterns to overlap any one of the conductive line patterns;
forming a protective spacer on a sidewall of the plug pattern;
forming a capping layer between the plug patterns; and
forming a lower plug including a pillar portion positioned between the conductive line patterns and an extension portion extending from the pillar portion and overlapping any one of the conductive line patterns by recessing the plug pattern;
A method of manufacturing a semiconductor device comprising

제25항에 있어서,
상기 보호스페이서는
상기 하부플러그를 에워싸는 형상(Surronding-Shape)인
반도체 장치 제조방법
26. The method of claim 25,
The protective spacer is
The shape surrounding the lower plug (Surronding-Shape)
Semiconductor device manufacturing method
제25항에 있어서,
상기 보호스페이서는
상기 연장부의 측벽을 풀리-커버링(Fully-Covering)하고,
상기 필라부의 측벽을 부분적으로 커버링하는
반도체 장치 제조방법
26. The method of claim 25,
The protective spacer is
Fully-covering the sidewall of the extension,
Partially covering the sidewall of the pillar part
Semiconductor device manufacturing method
제25항에 있어서,
상기 보호스페이서는
실리콘질화물을 포함하는
반도체 장치 제조방법
26. The method of claim 25,
The protective spacer is
containing silicon nitride
Semiconductor device manufacturing method
제25항에 있어서,
하부플러그의 상부면은
상기 캡핑층의 상부면보다 낮은 레벨인
반도체 장치 제조방법

26. The method of claim 25,
The upper surface of the lower plug is
a level lower than the upper surface of the capping layer
Semiconductor device manufacturing method

제25항에 있어서,
상기 하부플러그 상에 상부플러그를 형성하는 단계
를 더 포함하고,
상기 상부플러그는 상기 하부플러그와 다른 물질을 포함하는
반도체 장치 제조방법

26. The method of claim 25,
forming an upper plug on the lower plug
further comprising,
The upper plug includes a material different from that of the lower plug.
Semiconductor device manufacturing method

제30항에 있어서,
상기 하부플러그는 폴리실리콘을 포함하고,
상기 상부플러그는 금속함유물질을 포함하는
반도체 장치 제조방법
31. The method of claim 30,
The lower plug includes polysilicon,
The upper plug includes a metal-containing material
Semiconductor device manufacturing method
제30항에 있어서,
상기 상부플러그의 상부면은
상기 캡핑층의 상부면과 동일레벨인
반도체 장치 제조방법
31. The method of claim 30,
The upper surface of the upper plug is
at the same level as the upper surface of the capping layer
Semiconductor device manufacturing method
제30항에 있어서,
상기 상부플러그의 두께는
상기 연장부의 두께보다 작은
반도체 장치 제조방법
31. The method of claim 30,
The thickness of the upper plug is
smaller than the thickness of the extension
Semiconductor device manufacturing method
제30항에 있어서,
상기 보호스페이서는
상기 상부플러그를 커버링하는
반도체 장치 제조방법
31. The method of claim 30,
The protective spacer is
covering the upper plug
Semiconductor device manufacturing method
제30항에 있어서,
상기 캡핑층은
상기 상부플러그를 커버링하는
반도체 장치 제조방법
31. The method of claim 30,
The capping layer is
covering the upper plug
Semiconductor device manufacturing method
제30항에 있어서,
상기 상부플러그를 형성하는 단계 이전에,
상기 하부플러그 상에 오믹콘택층을 형성하는 단계
를 더 포함하는 반도체 장치 제조방법
31. The method of claim 30,
Before the step of forming the upper plug,
forming an ohmic contact layer on the lower plug
A method of manufacturing a semiconductor device further comprising
제30항에 있어서,
상기 상부플러그 상에 도전층을 형성하는 단계
를 더 포함하는 반도체 장치 제조방법
31. The method of claim 30,
forming a conductive layer on the upper plug
A method of manufacturing a semiconductor device further comprising
비트라인구조물들을 포함하는 기판을 형성하는 단계;
상기 비트라인구조물들 사이에 위치하면서, 상기 비트라인구조물들 중 어느 하나와 오버랩되도록 플러그패턴들을 형성하는 단계;
상기 플러그패턴들을 에워싸는 보호스페이서들을 형성하는 단계;
상기 플러그패턴들의 사이에 캡핑층을 형성하는 단계;
상기 플러그패턴을 리세스하여, 상기 비트라인구조물들 사이에 위치하는 필라부 및 상기 필라부로부터 연장되어 상기 비트라인구조물들 중 어느 하나와 오버랩되는 연장부를 포함하는 하부플러그들을 형성하는 단계;
상기 하부플러그들 상에 상부플러그들을 각각 형성하는 단계; 및
상기 상부플러그들 상에 캐패시터들을 각각 형성하는 단계
를 포함하는 반도체 장치 제조방법
forming a substrate including bit line structures;
forming plug patterns positioned between the bit line structures to overlap any one of the bit line structures;
forming protective spacers surrounding the plug patterns;
forming a capping layer between the plug patterns;
forming lower plugs including a pillar portion positioned between the bit line structures and an extension portion extending from the pillar portion and overlapping any one of the bit line structures by recessing the plug pattern;
forming upper plugs on the lower plugs, respectively; and
forming capacitors on the upper plugs, respectively
A method of manufacturing a semiconductor device comprising
제38항에 있어서,
상기 보호스페이서들은 각각
상기 연장부의 측벽을 풀리-커버링(Fully-Covering)하고,
상기 필라부의 측벽을 부분적으로 커버링하는
반도체 장치 제조방법
39. The method of claim 38,
The protective spacers are each
Fully-covering the sidewall of the extension,
Partially covering the sidewall of the pillar part
Semiconductor device manufacturing method
제38항에 있어서,
상기 보호스페이서들은
실리콘질화물을 포함하는
반도체 장치 제조방법
39. The method of claim 38,
The protective spacers are
containing silicon nitride
Semiconductor device manufacturing method
제38항에 있어서,
상기 캡핑층의 일부는
상기 기판에 접촉되는
반도체 장치 제조방법
39. The method of claim 38,
A portion of the capping layer is
in contact with the substrate
Semiconductor device manufacturing method
제38항에 있어서,
상기 하부플러그들 각각의 상부면은
상기 캡핑층의 상부면보다 낮은 레벨인
반도체 장치 제조방법
39. The method of claim 38,
The upper surface of each of the lower plugs is
a level lower than the upper surface of the capping layer
Semiconductor device manufacturing method
제38항에 있어서,
상기 상부플러그들 각각의 상부면은
상기 캡핑층의 상부면과 동일 레벨인
반도체 장치 제조방법
39. The method of claim 38,
The upper surface of each of the upper plugs is
at the same level as the upper surface of the capping layer
Semiconductor device manufacturing method
제38항에 있어서,
상기 하부플러그들은 폴리실리콘을 포함하고,
상기 상부플러그들은 금속함유물질을 포함하는
반도체 장치 제조방법
39. The method of claim 38,
The lower plugs include polysilicon,
The upper plugs include a metal-containing material.
Semiconductor device manufacturing method
제38항에 있어서,
상기 상부플러그들 각각의 두께는
상기 연장부 각각의 두께보다 작은
반도체 장치 제조방법
39. The method of claim 38,
The thickness of each of the upper plugs is
smaller than the thickness of each of the extensions
Semiconductor device manufacturing method
제38항에 있어서,
상기 보호스페이서들은 각각
상기 상부플러그들을 커버링하는
반도체 장치 제조방법
39. The method of claim 38,
The protective spacers are each
covering the upper plugs
Semiconductor device manufacturing method
제38항에 있어서,
상기 캡핑층은
상기 상부플러그들을 커버링하는
반도체 장치 제조방법
39. The method of claim 38,
The capping layer is
covering the upper plugs
Semiconductor device manufacturing method
제38항에 있어서,
상기 상부플러그들을 형성하는 단계 이전에,
상기 하부플러그들 상에 각각 오믹콘택층을 형성하는 단계
를 더 포함하는 반도체 장치



39. The method of claim 38,
Before the step of forming the upper plugs,
forming an ohmic contact layer on each of the lower plugs;
A semiconductor device further comprising



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